Trùng hợp isopren có thể tạo ra các polyme đồng phân khác nhau như cis-1, 4 - trans-1, 4 -, iso, syndio-, hoặc atactic 3,4 - , tùy thuộc vào vị trí C-C .
Công nghệ polymer hóa Isopren đòi hỏi phải sử dụng chất xúc tác có tính
chọn lọc cao, ưu tiên phản ứng trùng hợp 1,4 tạo sản phẩm Cis 1,4 có hàm
lượng cao giống cao su thiên nhiên nhằm tạo ra polymer có cấu trúc điều hòa lập thể.
Chất xúc tác Al-Ti
Một trong số các chất xúc tác đạt được sự quan tâm về mặt thương mại
lẫn là hỗn hợp dựa trên alkyl nhôm và muối vanadi để sản xuất cis -1,4- polyisoprene.
Thứ hai là mộtankyl_liti trong đó sản xuất 90% cis-1,4-polyisoprene Sau đó cis-1,4-polyisoprene (99%) được sản xuất với chất xúc tác phối
hợp bao gồm titan - tetraclorua(TiCl4) cộng với một trialkylaluminum(Al R3) hoặc sự kết hợp của TiCl4 với một alane .
Chất xúc tác kim loại kiềm :
Trùng hợp isoprene với xúc tác cơ kim là một phản ứng không đồng
nhất. Xu hướng là cấu hình cis giảm với sự gia tăng trong dung môi kiềm.
Kim loại kiềm, khác hơn so với Li , năng suất tạo polyme cis thấp. Sử dụng thành công đầu tiên của kim loại Li cho việc sản xuất của một
cis-1 ,4-polyisoprene được công bố vào 1955 , tuy nhiên, chất xúc tác kim loại
Li đã nhanh chóng bị loại bỏ vì Li hòa tan Hydrocacbon tốt. Sự trùng hợp của
isoprene trong các dung môi hydrocarbon với các hợp chất hữu cơ,ví dụ như,butyl-liti, là một phản ứng đồng nhất.Trong trường hợp không có tạp chất
ức chế, phản ứng bắt đầu ngay lập tức và thu được độ chuyển đổi 100% về cơ
bản.
Mở rộng hệ xúc tác cơ kim trong những năm 1970người ta tiến hành trùng hợp butadien trong dung dịch phức Niken hòa tan ,đã dẫn đến sự kết luận
chung là chất xúc tác phức kim loại có tương quan với monome.
Một số hỗn hợp chất xúc tác khác có thể được sử dụng để thu được cấu hình cis-1 ,4-polyisoprene cao hoặc rất cao ví dụ như, muối Zirconi , muối xeri,
Một số loạt nguyên tố đất hiếm họ lantan và họ atinic làm chất xúc tác sản
xuất cis-1, 4
Một nhóm khác của chất xúc tác dựa trên alanes và TiCl4:alkyl nhôm , các dẫn xuất của AlH3 (alanes) phản ứng với TiCl4 để sản xuất một chất xúc tác
hoạt động cho phản ứng trùng hợp của isoprene.
Hình 5: Là sơ đồ đơn giản của quá trình trùng hợp isopren. Trước khi được đưa
vào thiết bị phản ứng thì chất xúc tác, dung môi, và monome isopren cần được
loại bỏ sạch khỏi các tạp chất hóa học, độ ẩm và không khí vì các tác nhân này có thể gây ra ngộ độc chất xúc tác.
Các dòng tinh khiết này được đưa vào lò phản ứng cùng với chất xúc cho trên đỉnh tháp phản ứng ,sự trùng hợp bắt đầu.
Sau khi phản ứng đạt mức độ mong muốn, để khử hoạt tính chất xúc tác,
chất dập tắt phản ứng ( là chất cho vào để kết thúc phản ứng) được thêm vào hỗn hợp (hình thành sau quá trình trùng hợp). Khi đó phản ứng trùng hợp được
khống chế, polymer không được hình thành thêm nữa. Chất chống oxi hóa
được thêm vào để bảo vệ polyme trong quá trình vận chuyển .
Bước tiếp theo, hỗn hợp dạng bột nhão này dược cho vào một hệ thống
stripping dùng dòng hơi nước, dung môi được thu hồi và hỗn hợp bột nhão chuyển thành các mảnh cao su đi sang hệ thống khử nước, ép khô rồi làm lạnh, đóng gói sản phẩm
Kết Luận
Trong bài tiểu luận này chúng em đã giải quyết được một số vấn đề như:
1. Đã tìm hiểu ( có nhận xét )về các phương pháp sản xuất mono isopren cho quá trình tổng hợp cao su Isopren
2. Tìm hiểu về quá trình cao su hóa isopren bằng phương pháp trùng hợp
và những hệ xúc tác sử dụng trong quá trình
Rút ra nhận xét là Cao su nói chung và cao su isopren nói riêng là vật liệu
quan trọng trong đời sống, Trên toàn thế giới đều phải sử dụng các sản phẩm
được gia công bằng cao su. Cao su được sử dụng để chế tạo từ những sản phẩm thường đến những sản phẩm cao cấp . Tùy theo tính chất của sản phẩm người ta sử dụng loại cao su thích hợp. Không thể có được sản phẩm tốt nếu sử
dụng cao su không đạt chất lượng. Ngược lại không nên sử dụng cao su tốt cho các sản phẩm không đòi hỏi tính năng cao Ngành công nghiệp chế biến cao su ở Việt Nam ra đời từ những năm 1950 nhưng đến nay vẫn chưa phát triển
tương xứng với vị trí một nước có nguồn nguyên liệu cao su dồi dào. 90% sản
lượng cao su hiện nay được xuất khẩu ở dạng nguyên liệu thô, chỉ có 10%
được sử dụng cho công nghiệp chế biến ở trong nước.
Theo như tìm hiểu cao su Isoprene (IR)là loại cao su tổng hợp có công thức
giống với cao su thiên nhiên(NR), có tính dính tốt khi ở dạng bán thành phẩm, có độ bền kéo và độ nẩy cao, độ bền xé tốt. IR có thể được lưu hóa bằng
những hệ thống tương tự như NR. Lượng acid stearic cần tăng lên để hoạt hóa
quá trình lưu hóa, lượng chất gia tốc cần tăng 10 % để có thể đạt được tốc độ lưu hóa bằng với NR.
Do những đặc điểm về cấu trúc như vậy nên cao su Isopren có thể được dùng thay thế cho cao su tự nhiên trong tất cả các ứng dụng, và thường được kết hợp