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1 C9石油树脂的改性1.1 加氢改性聚合反应得到的C9树脂颜色一般较深,为棕色或褐色,热稳定性较差,因而限制了应用范围,通过加氢能够破坏树脂内的不饱和双键,并脱除残留的卤族元素,改性后树脂无色、无特殊气味,还可以提高其耐候性、粘合性和稳定性等性能,进一步拓宽了其应用领域,因此近年来发达国家重点发展加氢石油树脂。
与其原料单体加氢相比,石油树脂加氢反应的难度要大很多,这是由石油树脂分子结构决定的。由于石油树脂,尤其是带苯环的芳烃石油树脂分子量比较大,聚合物分子在催化剂表面伸展,形成了高空间位阻,使反应条件变得苛刻。国外对加氢石油树脂的生产工艺设计及操作条件的要求都比较苛刻,根据生产规模和对产品的要求不同,其工艺大体可归纳为三种:浆态、固定床、喷淋塔加氢。
这三种方法采用载镍或载钯的单金属催化剂,反应温度一般在200~300℃,压力3~10MPa,使用的溶剂是溶解性较差的正庚烷、环己烷和矿物油等。
1·1·1 浆态加氢 浆态加氢工艺一般是间歇式,也可以是连续性,它适用于较小规模的生产,投资少,但操作繁琐,催化剂损失大。工艺流程为:树脂与一定量的某些溶剂混合相溶,与固体催化剂一起进入反应釡,在一定温度、压力下反应得到加氢后的物料,该物料经过滤脱除催化剂(可反复使用),经闪蒸装置,得高分子通报2010年4月 到的加氢树脂去包装,被蒸出的溶剂循环使用。反应条件为氢压3.0~25MPa,反应温度150~300℃,反应时间约为4h。
1·1·2 喷淋式加氢 喷淋式加氢工艺是将粉状催化剂悬浮在泡罩塔板上,采用特殊设计解决了高粘度流体流动的一些问题,在低压下可得到较好的加氢效果。此工艺具有一定的先进性,但涉及一些特殊的设备和工艺,工业应用有一定难度[3,4]。
1·1·3 固体床加氢 固体床加氢工艺既可以用一段加氢,也可以用两段加氢。这两种加氢工艺基本相同,只是一段加氢工艺采用的是一个中等压力的加氢反应器;两段加氢工艺是物料先进入第一段低压加氢反应器,再通过一个高压反应器使树脂进一步加氢降解,改善树脂的互溶性能。但是,在两段加氢工艺中,高压设备投资大,具有一定的危险性,所以国内倾向采用中压法一段加氢工艺。一段加氢工艺条件为压力5·0~10·0MPa,反应温度260~320℃,体积空速0·5~2·0h-1,氢油比(100~400)∶1。其第二段反应条件为反应压力2·0~40MPa,反应温度300~325℃,体积空速0·5~2·0h-1,氢油比(100~300)∶1[4]。
近年来,我国也进行了C9石油树脂加氢研究[5~11]。采用固定床加氢方法,以一种特殊溶剂较好地解决了C9石油树脂的溶解问题;用载镍多金属催化剂在270℃、5·0~6.0MPa、空速0.15h-1条件下进行加氢,所得产品各项指标达到或超过了美国ESCOREI5360的水平[4]。大庆石油化工总厂研究院研究了固定床加氢工艺,得到了热稳定性能优良的加氢石油树脂,C9芳烃石油树脂经加氢后,树脂浓度提高到50%,软化点>90℃,色相30号,溴价(2 g/100g[12]。
1·2 化学改性C9馏份油中的主要可聚组份都含有大共轭系统(见表1·1),它们容易与某些所谓“电子受体”单体进行共聚,从而改善树脂的性能。
表1.1 C9馏份的典型组成Table1.1 The typical composition of C9fraction组分质量分数/%(wt)组分质量分数/%(wt)环戊二烯0.08甲基苯乙烯10.59苯1.53甲基苯乙烯+甲基乙基苯10.18甲苯5.98乙基乙烯基苯3.49乙苯2.26茚满1.08对二甲苯8.84茚12.52苯乙烯13.08不饱和碳6.96邻二甲苯4.25甲基茚2.85丙烯基苯0.60萘9.62三甲基+甲基乙苯4.73甲基萘共聚改性 接枝共聚是高分子化学改性的主要方法之一。接枝聚合物高分子材料的研究主要包括两个方向:一是对接枝聚合物材料自身的研究,二是以接枝聚合物作为增容剂,提高相容性的应用研究。前者是分析分子结构,通过化学键将具有各种特殊性质的聚合物连结,设计出具备高度复合特性的材料,即所谓的聚合物分子设计,接枝聚合物能够形成各自成分的微相结构,因此可根据主链(骨干)聚合物和支链(分支)聚合物的多种功能,充分发挥其复合特性;后者是利用接枝聚合物的增容能力,作为增容剂使用,从而自由地控制聚合物共混物的相容性,即将接枝聚合物作为增容剂进行分子设计,制备高分子材料。本文所属栏目http://www.shlunwen.com/shiyou/
张旭等以C9馏份和丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)为原料,采用自由基溶液共聚的方法合成了C9-MA、C9-AA二元共聚物和C9-MA-AA三元共聚物,合成具有阻垢性能的水溶性石油树脂。
李春生等利用C9石油树脂分子链中含有的部分双键,选用丙烯酸丁酯对其进行接枝改性,柔性丙烯酸酯支链的引入起内增塑的作用,而且丙烯酸聚合物本身又具有优良的耐候性和耐腐蚀性,改性后的石高分子通报油树脂可以制成性能良好的防腐涂料。C9石油树脂可溶于烷烃、芳香烃、酯等多种有机溶剂。实验表明,采用刺激性小、廉价的烷烃溶剂,不仅可以获得性能良好的涂层,而且其挥发速率适中,干燥性能合适[15]。
于翠艳等研究了裂解C9馏分与马来酸酐共聚制备C9-MA水溶性石油树脂,为增加其表面活性,在丁酮溶剂中以20%的发烟硫酸进行磺化,扩大了其应用范围。
大庆石油学院在裂解C9中引入极性基团———丙烯酰胺(AM),合成了C9-AM水溶性石油树脂,用作水质稳定剂。制备过程:按一定比例配制C9、AM和丙酮反应液,置于三口烧瓶中,水浴加热后进行自由基聚合反应,当达到要求的温度后加入引发剂,反应结束以后加入对苯二酚阻聚剂,经分离、洗涤、干燥等工序后得到共聚物.并使之完全皂化。根据正交试验,聚合反应的最佳条件是n(C9)∶n(AM)为1∶1,反应温度60℃。(本论文由上海论文网http://www.shlunwen.com 整理提供,如需转载,请注明出处或联系我们的客服人员)



