聚异丁烯的应用_陈娟.pdf

1、Vol.34,No.8 Aug.2011 第 34 卷 第 8 期 2011 年 8 月 HEBEI HUAGONG 聚异丁烯的应用 陈 娟 1 ， 张 伟 2 （ 1 . 河北省石油化工设计院有限公司 ， 河北 石家庄 050061； 2 . 廊坊市环境科学研究所 ， 河北 廊坊 065000 ） 摘 要 ： 聚 异 丁 烯 （ PLB ） 用 于 制 备 塑 料 薄 膜 防 老 剂 和 密 封 材 料 、 造 纸 和 织 物 助 剂 等 ， 分 为 低 分 子 量 聚 异 丁 烯 （ LPIB ） 和高分子量聚异丁烯 （ HPIB ） 。 概述了 LPIB 和 HPIB 的应用 。 关键词

2、： 聚异丁烯； 低分子量聚异丁烯； 高分子量聚异丁烯 中 图 分 类 号 ： TQ 325. 1 文 献 标 识 码 ： A 文 章 编 号 ： 1003 - 5095 ( 2011 ) 08 - 0057 - 04 Application of Polyisobutylene CHENJuan 1 ,ZHANGWei 2 （1.Hebei Petrochemical Design Institute Co.,Ltd,Shijiazhuang 050061,China;2.Langfang City Environmental Sci- enceResearchInstitute,Langfa

3、ng065000,China ） Abstract:Polyisobutylene （PIB ）is used for preparing plastic film antioxidant ， sealing material and the auxiliaries of pa- perandfabric ， andsoon ， whichincludeslowmolecularweightpolyisobutylene （LPIB ）andhighmolecularweightpoly- isobutylene （HPIB ） .TosummarytheapplicationofLPIBan

4、dHPIB. Key words:PIB;LPIB;HPIB 异 丁 烯 合 成 PI B 是 阳 离 子 聚 合 的 重 要 工 业 应 用 。 以 AlCl 3 为 引 发 剂 ， 在 - 40 0 下 ， 异 丁 烯 经 阳 离 子 聚 合 ， 合 成 LPIB （ 平 均 分 子 量 5 万 ） ， 该 产 物 是 粘 滞 液 体 或 半 固 体 ， 主 要 用 作 粘 结 剂 、 嵌 缝 材 料 、 密 封 材 料 、 动 力 油 料 的 添 加 剂 ， 可 以 改 进 粘 度 ； 在 - 100 下 低 温 聚 合 ， 得 橡 胶 状 HPIB （ 平 均 分 子 量 约 为 5

5、万 100 万 ） ， 可 用 作 蜡 、 其 它 聚 合 物 和 封 装 材 料 的添加剂 1 。 1 LPIB 的应用 LPIB 主 要 用 于 制 造 各 种 粘 合 剂 、 密 封 胶 、 润 滑 油 粘 度 指 数 改 性 剂 、 电 绝 缘 材 料 、 塑 料 及 橡 胶 的 增 塑 剂 和 软 化 剂 及 沥 青 和 微 晶 石 蜡 的 改 性 剂 等 。 由 于 LPIB 具 有 优 异 的 耐 热 、 耐 天 候 、 耐 紫 外 线 、 耐 酸 碱 及 电 绝 缘 性 能 ， 同 时 又 与 聚 乙 烯 、 聚 丙 烯 、 石 蜡 和 沥 青 等 相 容 性 极 佳 ， 因

6、而 又 赋 予 产 品 新 的 性 能 。 目 前， 在上述领域年需求量预计可达 1 kt 。 1.1 用作油品及其添加剂 LPIB 与 矿 物 油 类 润 滑 油 比 较 ， 杂 质 较 少 ， 化 学 稳 定 性 好 ， 粘 度 指 数 高 ， 有 良 好 的 润 滑 性 能 ， 单 独 或 复 合 作 润 滑 油 皆 可 。 LPIB 可 用 作 聚 乙 烯 生 产 中 乙 烯 压 缩 机 的 润 滑 油 、 重 型 空 气 压 缩 机 的 润 滑 油 添 加 剂 ， 目 前 使 用 最 多 的 是 作 为 一 些 润 滑 油 的 特 殊 添 加 剂 ， 如 清 净 剂 、 氧 化 防

7、止 剂 等 。 最 受 重 视 的 是 LPIB 的 衍 生 物 ， 如 聚 异 丁 烯 硫 磷 化 钡 盐 、 聚 异 丁 烯 琥 珀 酸 铵 、 聚 异 丁 烯 多 胺 都 是 有 效 的 汽 油 清 净 剂 。 LPIB 作 为 汽 油 添 加 剂 ， 既 能 降 低 压 缩 机 排 放 气 中 的 有 害 气 体 ， 又 可 作 多 级 传 动 油 ， 使 车 辆 在 宽 的 温 度 范 围 内 顺 利 运 转 。 分 子 量 为 4 万 的 LPIB 可 作 润 滑 油 粘 度 指 数 改 性 剂 。 锦 州 炼 油 厂 0. 8 万 t/a 的 T 108 清 净 分 散 剂 装

8、置 和 引 进 的 1. 5 万 t/a 丁 二 酰 亚 胺 型 无 灰 添 加剂每年需 LPIB 6 200 t 。 收稿日期： 2011 - 05 -12 作者简介： 陈 娟 （ 1983- ） ， 女 ， 助工， 主要从事化工 、 石化 、 医药 、 轻工 、 建筑等行业的工程设计和工程咨询， E-mail: 。 高分子聚合物河 北 化 工 Hebei Chemical Industry 第34 卷 1.2 用作橡塑改性剂 LPIB 可 作 为 橡 塑 的 增 塑 剂 、 软 化 剂 和 防 老 剂 ， 如 SBS 100 份 、 聚 丙 烯 20 份 、 PIB ( M v= 5 10

9、 4 ) 30 份 、 填 充 油 Diana PW- 380 20 份 ， 经 混 合 注 射 成 型 ， 可 制 成 无 渗 油 型 SBS 制 品 。 LPIB 如 作 聚 乙 烯 增 塑 剂 ， 可 用 于 食 品 包 装 ， 沈 阳 农 药 研 究 所 研 制 成 功 用 LPIB 作 塑料膜防老剂 。 1.3 用作电绝缘材料 LPIB 可 用 作 电 器 设 备 的 绝 缘 油 。 糠 醛 及 丙 烷 蒸 馏 的 残 液 经 脱 沥 青 、 脱 蜡 及 加 氢 精 制 后 ， 添 加 若 干 份 树 脂 、 聚 乙 烯 蜡 状 物 及 0 . 3 % LPIB ( M v= 1.

10、07 10 4 ) ， 可 制 出 流 动 点 为 87 、 介 电 损 耗 ( 50 Hz ， 70 ) 为 0. 018 的 浸 渍 材 料 ， 该 浸 渍 材 料 用 于 电 缆 绝 缘 纸 的 浸 渍 2 ， 3 。 LPIB 用 作 电 缆 浸 渍 材 料 ， 可 作 电 容 器 油 ， 也 可 与 石 蜡 、 沥 青 掺 合 制 感 应 线 圈 防 潮 密 封 材 料 ， 作 为 耐 高 电 压 电 缆 油 在 电 压 超 过 700 kV 条 件 运 转 ( M v 2 万 ) 。 LPIB 广 泛 用 作 绝 缘 密 封 材 料 ， 如 20% 60 % 的 PIB 、 10%

11、 40% 的 PE 、 25% 50% 的 工 业 炭 黑 、 0 5% 微 晶 石 蜡 的 复 合 材 料 可 用 作 高 压 高 频 脉 冲 电 缆 的 绝 缘 材 料 。 由 丁 基 胶 14 份 、 硫 化 丁 基 胶 2 份 、 PIB ( M v= 1 万) 23 份 、 PIB ( M v= 5 万) 8 份 、 工 业 炭 黑 4 份 、 高 岭 土 44 份 、 SiO 2 6 份 组 成 的 混 合 物 可 用 于 电 缆 接 头 密 封 。 沈 阳 电 缆 厂 和 上 海 电 缆 厂 等 对 LPIB 的需求量很大 。 1.4 作粘合剂和填隙密封材料 LPIB 可 用 作

12、 不 干 胶 粘 合 剂 、 压 敏 胶 粘 合 剂 。 中 日 合 资 大 连 三 利 消 毒 有 限 公 司 用 LPIB 作 捕 鼠 胶 、 捕 蝇 胶 粘 合 剂 ， 其 用 量 约 为 100 t/a 。 天 津 涂 料 研 究 所 用 LPIB 研 制 马 路 标 志 漆 获 得 成 功 ( 目 前 所 使 用 的 马 路 标 志 漆 是 由 日 本 进 口 的 ) 。 LPIB 也 是 高 质 量 密 封 剂 的 主 要 组 分 ， 特 别 是 热 流 动 密 封 剂 。 用 于 橡 胶 基 密 封 剂 时 ， 由 于 PIB 较 软 ， 富 有 弹 性 ， 无 须 使 用 大

13、量 溶 剂 ， 广 泛 用 于 建 筑 、 车 辆 和 冰 箱 等 方 面 ， 特 别 是 在 军 工 方 面 可 用 作 穿 甲 弹 的 密 封 剂 ， 其 优 点 是 表 面 形 成 皮 膜 ， 其 内 部 仍 保 持 初 期 的 柔 软 性 。 由 丁 基 橡 胶 5 35 份 、 甲 基 苯 基 硅 氧 烷 1 7 份 、 LPIB 425 份 、 HPIB 0. 55 份 、 添 加 剂 215 份 、 增 塑 剂 0. 54 . 0 份 及 溶 剂 混 合 制成的粘接带 ， 具有良好的粘接力和内聚力 4 。 由 PIB( M v= 1 万 ) 21 份 、 丁 基 橡 胶 9 份

14、、 粘 土 24 份 、 CaCO 3 30 份 及 增 塑 剂 DOP 14 份 混 合 压 制 的 密 封 胶 带 ， 手 感 不 发 粘 ， 有 良 好 的 加 工 性 能 与 填 充 性 能 ， 在 50 保 持 24 h ， 密 封 层 不 外 流 ， 压 缩 永 久 变 形 12% 58 % 5 。 由 PIB( M v= 0. 8 万 ) 、 丁 苯 橡 胶 与 石 蜡 油 的 均 相 共 混 物 ， 添 加 ZnO 、 CaCO 3 、 硅 油 、 双 功 能 团 硅 氧 烷 等 制 成 的 密 封 剂 ， 相 对 密 度 为 1. 5， 贮 存 6 个 月后邵氏硬度为 23

15、6 。 1.5 在农业上应用 辽 宁 省 城 果 圃 研 究 所 利 用 LPIB ( M n= 1 万) 来 制 作 杀 虫 药 ， 效 果 良 好 7 。 此 外 ， LPIB 还 可 作 非 结 块 缓慢释放含氮化肥 。 1.6 在油田上的应用 LPIB 可 作 为 油 基 压 裂 液 的 降 阻 剂 ， 用 量 为 6 10 - 5 4. 8 10 - 4 时 ， 降 阻 效 率 为 10% 60 % 。 也 可 作 酸 化 压 裂 液 的 降 滤 失 剂 。 LPIB ( M v= 3 万 ) 还 可 用 在 含 硫 或 硫 化 氢 不 高 的 原 油 中 作 防 蜡 分 散 剂 ，

16、 用 量 为 10 - 5 2 10 - 4 8 。 此 外 ， LPIB 还 可 以 改 进 蜡 类 的 性 质 ， 如 改 善 石 蜡 、 微 晶 蜡 等 吸 湿 性 大 、 低 温 容 易 开 裂 的 缺 点 ， 添 加 量 为 5% 30 % 时 吸 湿 和 开 裂 现 象 可 以 得到大大改善 。 1.7 用于钢丝绳用油 PIB 可 用 作 牵 引 型 升 降 系 统 钢 丝 绳 用 油 脂 ， 用 LPIB ( M v= 1 万) 涂 于 钢 丝 绳 上 ， 105 保 持 8 h ， 挥 发 性 1 % ， 可 以 提 高 钢 丝 绳 与 绳 轮 间 的 摩 擦 系 数 9 。

17、上海钢丝绳厂采用 LPIB 作纱蕊油 。 1.8 其它 LPIB ( M v= 2 000 3 000 ) 可 用 于 制 印 刷 用 的 糊 状 油 墨 及 聚 乙 烯 用 的 照 相 凹 板 油 墨 ， 其 对 颜 料 的 分 散 性 和 对 脂 肪 酸 、 金 属 皂 及 油 类 的 亲 和 性 都 很 好 。 由 于 LPIB 化 学 稳 定 性 良 好 ， 能 长 时 间 不 变 质 ， 可 以 作 为 各 种 测 试 方 法 的 标 准 油 。 LPIB ( M n= 5 000) 可 作 为 防 水 炸 药 10 、 火 箭 推 进 剂 组 分 ( M n= 8 100) 16

18、、 金 属 防 锈 剂 、 皮 革 浸 渍 剂 、 破 乳 剂 ( M v= 1 000 ) 、 食 品 添 加 剂 ( M v= 3 . 5 万 ) 、 耐 腐 蚀 膜 ( M v= 3 万 ) 、 颜 料 填 充 剂 。 用 LPIB 的 乳 液 或 溶 液 浸 渍 织 物 和 纸 张 ， 可 以 制 成 防 水 的织物和 纸张 。 2 中高分子量聚异丁烯的应用 中 高 分 子 量 PIB 可 用 作 橡 胶 制 品 或 树 脂 制 品 的 改 性 剂 ( 与 橡 胶 或 树 脂 共 混 ) 、 密 封 材 料 和 绝 缘 材 料 等 。 在 高 聚 物 中 主 要 是 与 高 聚 物 并

19、 用 来 提 高 并 用 料的粘接力 、 柔性 、 耐老化性和电绝缘性 。 2.1 PIB 与树脂共混 HPIB 与 低 比 例 聚 乙 烯 （ PE ） 的 共 混 ， 可 改 善 共 混 料 的 流 动 性 及 加 工 性 能 ； 而 与 高 比 例 的 PE 共 混 则 可 大 大 提 高 强 度 ， 明 显 降 低 冷 流 性 ， 当 PE 的 比 例 达 到 50% 以 上 时 ， 冷 流 即 可 降 到 最 低 值 。 例 如 ， 以 30 % 50% HPIB 与 PE 共 混 后 ， 可 注 塑 成 耐 腐 蚀 容 器 ； 而 用 约 10 % HPIB 与 PE 及 高 分

20、子 交 换 树 脂 共 混 ， 则 可 制 备 电 渗 析 器 中 的 离 子 交换膜 ， 用于水质处理 11 。 PVC 用 作 阻 尼 材 料 多 做 成 与 高 聚 物 的 共 混 物 ， 58第 8 期 PVC/PIB 共 混 物 有 较 佳 的 阻 尼 性 质 。 含 5 % HPIB 的 PE 或 乙 烯 - 乙 酸 乙 烯 酯 共 聚 物 的 共 混 料 ， 经 吹 塑 制 成 管 状 膜 ， 其 密 封 粘 着 力 为 1 . 6 N/m ， 可 用 于 自 封 式 膜 袋 12 。 由 聚 丙 烯 （ PP ） 60 份 、 HPIB 20 份 、 PE 20 份 制 得 的

21、 共 混 模 制 料 ， 其 刚 度 为 500 N/mm 2 ， 发 脆 温 度 为- 50 。 将 PE 74 份 、 HPIB 4 . 5 份 、 氯 化 石 蜡 （ 含 氯 量 70% ） 10 份 、 氧 化 锑 5 份 、 脂 肪 酸 钙 1 . 2 份 、 防 老 剂 0 . 5 份 、 光稳定剂 0 . 15 份 、 SiO 2 3 份 、 聚乙烯蜡状物 1 . 4 份 、 防 静 电 剂 0 . 25 份 在 85 190 混 合 下 于 100 200 吹 挤 成 膜 。 该 膜 可 作 为 阻 燃 膜 和 保 护 膜 用 于 有毒或放射性装置 13 。 PE 与 PIB

22、的 共 混 物 经 辐 照 后 ， 共 混 物 中 的 PIB 可发生部分交联 。 将 氯 化 聚 丙 烯 94 份 、 HPIB 6 份 、 甲 苯 100 份 的 混 合 物 在 聚 丙 烯 膜 上 预 涂 0. 05 mm ， 然 后 再 以 聚 异 丁 烯 橡 胶 10 份 、 聚 丁 烯 5 份 混 合 物 的 15% 溶 液 涂 覆 0. 01 mm ， 此种聚丙 烯膜可用 于金属与 塑料表面 的保 护， 剥离性能好 。 2.2 PIB 与其它橡胶共混 PIB 与 其 它 橡 胶 共 混 时 ， 以 分 子 量 为 1. 5 10 5 2. 0 10 5 的 产 品 最 为 适 宜

23、 。 一 般 来 说 ， 含 有 高 比 例 HPIB 的 共 混 物 比 纯 橡 胶 可 填 充 更 多 的 填 料 。 PIB 可以与橡胶共硫化 。 将 HPIB 30 150 份 、 炭 黑 10 90 份 、 TiO 2 100 650 份 、 丁 基 橡 胶 100 份 及 一 定 量 硫 化 剂 滚 压 成 片 ， 加 热 硫 化 ， 然 后 切 割 成 带 ， 可 制 成 张 弛 电 路 范 畴 的 自粘带 14 。 用 丁 基 橡 胶 535 份 、 甲 基 苯 基 硅 氧 烷 1 7 份 、 LPIB 4 25 份 、 HPIB 0. 55. 0 份 、 添 加 剂 2 15

24、 份 、 增 塑 剂 0. 5 4 . 0 份 及 溶 剂 相 混 合 制 成 的 粘 接 带， 具有良好的粘接力与内聚力 。 由 分 子 量 为 8 000 的 PIB 、 丁 基 橡 胶 与 石 蜡 油 的 均 相 共 混 物 ， 添 加 ZnO 、 CaCO 3 、 硅 油 、 双 官 能 团 硅 氧 烷 等 制 成 的 一 种 密 封 剂 ， 相 对 密 度 为 1. 5 ， 贮 存 6 个 月 后 邵 氏 A 硬 度 为 23 。 该 密 封 剂 可 用 于 航 空 燃 料 桶盖的密封层 15 。 分 子 量 为 10 4 1. 5 10 4 的 PIB 21 份 、 丁 基 橡 胶

25、 9 份 、 粘 土 24 份 、 CaCO 3 30 份 及 增 塑 剂 DOP 14 份 混 合 压 制 的 密 封 胶 带 ， 手 感 不 发 粘 ， 有 良 好 的 加 工 性 能 与 填 充 性 能 ， 在 50 保 持 24 h， 密 封 层 不 外 流 ， 压 缩 永 久 变 形 为 12 % 58% ， 该 密 封 胶 带 可 用 于 耐 腐 蚀导管的密封 。 用 0. 20 . 3 份 HPIB 改 性 乙 丙 共 聚 物 ， 可 延 长 低 温 （ - 90 + 90 ） 下 的 暴 露 时 间 ， 具 有 高 扯 断 强 度 及 耐 化 学 腐 蚀 性 ， 在 农 业 及

26、 工 艺 包 装 上 推 荐 作 柔 韧 性 衬里 （ 高弹性耐寒膜 ） 。 将 EPDM 、 HPIB 10 100 份 、 炭 黑 10 90 份 、 钛 化 合 物 100 650 份 和 醌 类 交 联 剂 经 挤 压 成 片 ， 加 热 ， 切 断 成 带 ， 该 自 粘 带 用 于 张 弛 电 路 范 畴 的 高 压 电缆的终端 。 PIB 还 可 以 改 性 聚 氨 酯 。 用 端 羟 基 PIB 与 甲 苯 二 异 氰 酸 酯 的 预 聚 物 合 成 含 有 聚 异 丁 烯 柔 软 链 段 的 聚 氨 酯 橡 胶 ， 可 改 进 聚 氨 酯 的 气 体 渗 透 性 、 吸 水

27、性 、 水解稳定性及空气的老化性 。 PIB 作 为 橡 胶 改 性 剂 已 得 到 广 泛 应 用 。 PIB/ EPR 共 混 物 经 辐 照 后 ， 共 混 物 中 的 PIB 发 生 交 联 ， 而 且 交 联 是 在 一 定 辐 射 剂 量 和 组 成 比 范 围 内 发 生 的 。 当 PIB 含 量 为 70% 时 交 联 度 最 高 。 1， 2 -PB/ PIB 共 混 物 经 辐 照 后 ， 共 混 物 中 的 PIB 只 发 生 了 部 分 交 联 。 而 PIB/SBR 、 PIB/EVA 等 共 混 物 经 辐 照 后 ， 共 混物中的 PIB 仍然发生裂解 。 2.

28、3 PIB 与树脂及橡胶共混 将 HPIB 15 份 、 聚 1- 丁 烯 20 份 、 丁 基 橡 胶 10 份 、 滑 石 填 料 50 份 、 增 强 纤 维 3 份 、 ZnO 2 % 进 行 共 混 ， 可 制 得 一 种 长 期 使 用 、 无 毒 、 不 刺 激 人 体 皮 肤 的 粘 性 绷 带 材 料 。 PIB 、 PE 与 丁 基 橡 胶 的 共 混 硫 化 胶 ， 增 高 了 粘 接 性 ， 且 允 许 填 充 大 量 填 料 ； 而 丁 基 橡 胶 的 硫 化 又 可 改 善 胶 料 的 初 始 强 度 。 这 种 特 性 尤 适 于 制 作 交 联 聚 乙 烯 电

29、缆 接 头 附 件 的 自 粘 性 胶 带 。 由 于 这 种 自 粘 性 胶 的 密 封 强 度 高 ， 可 耐 高 电 压 ， 故 在 电 缆 、 防腐 管道等方面被大量使用 。 3 结 论 PIB 可 用 于 制 备 塑 料 薄 膜 防 老 剂 和 密 封 材 料 、 造 纸 和 织 物 助 剂 ， 应 用 前 景 十 分 广 阔 。 我 国 PIB 的 生 产 才 仅 仅 开 始 ， 今 后 ， 应 充 分 利 用 原 料 易 得 优 势 ， 生产 PIB 并拓展其应 用领域 。 参考文献 1 潘祖仁 . 高分子化学 M. 北京 : 化学工业出版社 ， 2003 ( 第三版 ). 2

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34、5， 24( 1): 19 - 22. (上接第 59 页) 3.7 测量各菠菜样品吸光度 湿 法 消 化 叶 0 . 552 、 湿 法 消 化 茎 0 . 414 、 干 法 消 化 叶 0. 392 、 干法消化茎 0. 313 。 从 图 2 看 出 ， 其 对 应 浓 度 为 ： 湿 法 消 化 叶 184 g/ 50 mL 、 湿 法 消 化 茎 120 g / 50 mL 、 干 法 消 化 叶 110 g/ 50 mL 、 干法消化茎 95 g / 50 mL 。 已 知 新 鲜 的 样 品 分 别 为 131 . 2 、 67. 1 、 131 . 2 、 67. 1 g 。

35、 则 对 应 含 量 为 ： 湿 法 消 化 处 理 叶 130 5/ 131. 2= 4. 954 g/g ； 茎 120 5 / 67 . 1 = 8. 941 g/g ； 干 法 消 化 处 理 叶 110 5/ 131 . 2= 4 . 192 g/g ； 茎 95 5/ 67. 1 = 7. 079 g/g 。 4 结 论 通 过 对 菠 菜 中 铁 含 量 的 测 定 ， 得 出 菠 菜 中 铁 含 量 较 高 , 是 较 好 的 食 品 补 铁 剂 ， 且 菠 菜 中 叶 片 和 茎 的 铁 含 量 不 同 , 其 中 茎 中 含 铁 量 较 高 。 此 外 干 法 消 化 对铁

36、元素的损失较大 ， 容易引起铁元素的挥发 。 分 光 光 度 法 测 菠 菜 中 铁 含 量 , 简 便 快 速 , 灵 敏 度 较高 , 具有实用 意义 。 参考文献 1 北 京 大 学 化 学 系 分 析 化 学 教 学 组 . 基 础 分 析 化 学 实 验 M. 北 京 : 北 京大学出版社 , 1998: 20 - 40 . 2 谢国梅 . 分析化学实验 M. 浙江 : 浙江大学出版社 , 1993 . 3 刘 明 娣 , 周 敏 . 紫 外 分 光 光 度 法 快 速 测 定 废 水 CODJ. 三 门 峡 职 业 技术学院学报 , 2008 , 7 ( 2): 122 - 124

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