Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Композиционные материалы на основе бутадиен-стирольных каучуков

Никулин С. С., Пугачева И. Н., Черных О. Н.,

10.1. Строение и свойства побочных продуктов производства бутадиенового каучука

В настоящее время большое внимание уделяется разработкам малоотходных и безотходных технологических процессов, включающих в свой цикл переработку и использование отходов и побочных продуктов химических, нефтехимических производств [99 - 101], к которым относят и предприятия, производящие синтетические каучуки.

Полимеризация бутадиена в присутствии катализаторов Циглера-Натта сопровождается образованием побочных продуктов - димеров и тримеров бутадиена. Литературные данные [100] свидетельствует о том, что димеры и тримеры бутадиена, являясь с одной стороны побочными продуктами нефтехимических процессов с участием бутадиена, с другой стороны - сами могут служить ценным исходным сырьем органических и нефтехимических синтезов, а также для получения на их основе полимерных материалов, которые могут быть использованы в производстве лакокрасочных и пропиточных материалов, в полимерных композициях и т. п. [100, 102, 103]. Решение вопросов комплексного использования сырья, включающее переработку отходов и побочных продуктов, позволяет наиболее полно использовать имеющиеся материальные ресурсы и в значительной степени уменьшить загрязнение окружающей среды. 

Механизм олигомеризации диенов в процессе их полимеризации и сополимеризации достаточно хорошо описан в ряде работ [100, 104, 105]. Подробно процессы образования димеров и тримеров диенов были изложены в своих работах К. Циглером, Т. Вильке, и др.

Димеризация и тримеризация бутадиена - 1,3 приводит к образованию следующих продуктов:

1 - 4 - винилциклогексен; 2 - октатриен - 1,3,6; 3 - циклооктадиен - 1,5;

4 - н - додекатетраен - 2,4,6,10; 5 - циклододекатриен - 1,5,9;

6 - 3-метилгептатриен - 1,4,6; и других соединений.

Димеризация бутадиена в присутствии катализаторов Циглера-Натта протекает по следующим основным направлениям: взаимодействие по типу 1,4 - 1,2 - или 1,4 - 1,4 - присоединения или по реакции диенилирования с миграцией водорода. Эти соединения были выделены из кубового остатка ректификации возвратного растворителя производства СКД. При этом ряд диеновых олигомеров имел по несколько цис- и транс-изомеров, которые различались по свойствам. Свойства основных побочных продуктов, выделенных из кубового остатка ректификации возвратного растворителя, приводятся в табл. 36.

Основными непредельными соединениями, содержащимися в кубовом остатке ректификации толуола (КОРТ), являются димер бутадиена -  4-винилциклогексен (ВЦГ) и тримеры бутадиена - циклододекатриен-1,5,9 и н-додекатетраен-2,4,6,10 (НДТ). Содержание этих соединений в кубовом остатке достигает 40 - 50 %. Качественный и количественный анализ показали, что фракция димеров бутадиена составляет 50 - 70 % от общей массы непредельных соединений. Анализ состава побочных продуктов синтеза диеновых углеводородов и низкомолекулярных продуктов, образующихся в процессе получения диеновых каучуков, показывает, что все они содержат в своем составе ряд ценных органических соединений и могут использоваться для получения полимерных материалов, в органическом и нефтехимическом синтезах.

Таблица 36

Свойства основных побочных продуктов, выделенных из кубового остатка

ректификации толуола

Основная сложность при использовании этих отходов заключается в их большой неоднородности, широких колебаний, как по качественному, так и по количественному составу. Кроме того, в состав побочных продуктов входит ряд соединений, строение и содержание которых в кубовых остатках ещё до конца не выяснено, что также усложняет поиск путей наиболее эффективной переработки данных отходов.