高分子聚合物
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: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
ApplicationofPolyisobutylene
CHENJuan1,ZHANGWei2
(1.Hebei Petrochemical Design Institute Co.,Ltd,Shijiazhuang 050061,China;2.Langfang City Environmental ScienceResearchInstitute,Langfang065000,China)
Abstract:Polyisobutylene(PIB)isused for preparing plastic film antioxidant,sealing material and theauxiliaries ofpaperandfabric,andsoon,whichincludeslowmolecularweightpolyisobutylene(LPIB)andhighmolecularweightpolyisobutylene(HPIB).TosummarytheapplicationofLPIBandHPIB. Keywords:PIB;LPIB;HPIB
异丁烯合成PIB是阳离子聚合的重要工业应前,在上述领域年需求量预计可达1kt。 用。以AlCl 3为引发剂,在-40~0 ℃下,异丁烯经阳1.1用作油品及其添加剂离子聚合,合成LPIB(平均分子量<5万),该产物是LPIB与矿物油类润滑油比较,杂质较少,化学粘滞液体或半固体,主要用作粘结剂、嵌缝材料、密稳定性好,粘度指数高,有良好的润滑性能,单独或封材料、动力油料的添加剂,可以改进粘度;在复合作润滑油皆可。LPIB可用作聚乙烯生产中乙
-100 ℃下低温聚合,得橡胶状HPIB(平均分子量约烯压缩机的润滑油、重型空气压缩机的润滑油添加为5万~100万),可用作蜡、其它聚合物和封装材料剂,目前使用最多的是作为一些润滑油的特殊添加的添加剂 [1]。 剂,如清净剂、氧化防止剂等。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1LPIB的应用酸铵、聚异丁烯多胺都是有效的汽油清净剂。LPIB
LPIB主要用于制造各种粘合剂、密封胶、润滑作为汽油添加剂,既能降低压缩机排放气中的有害油粘度指数改性剂、电绝缘材料、塑料及橡胶的增气体,又可作多级传动油,使车辆在宽的温度范围塑剂和软化剂及沥青和微晶石蜡的改性剂等。由内顺利运转。分子量为 4万的 LPIB可作润滑油粘于LPIB具有优异的耐热、耐天候、耐紫外线、耐酸碱度指数改性剂。锦州炼油厂0.8万t/a的T108清净及电绝缘性能,同时又与聚乙烯、聚丙烯、石蜡和沥分散剂装置和引进的1.5万t/a丁二酰亚胺型无灰添青等相容性极佳,因而又赋予产品新的性能。目加剂每年需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:juan.chen@pechdi.com.cn。
·58· 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 (Mv=5×104)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 ( Mv=1.07× 104),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( Mv>2万)。LPIB广泛用作绝缘密封材料,如20%~60%的PIB、10%~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 (Mv=1万)23份、 PIB (Mv=5万)8份、工业炭黑 4份、高岭土 44份、 SiO26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
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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 4~25份、HPIB 0.5~5份、添加剂 2~15份、增塑剂 0.5~4.0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( Mv=1万)21份、丁基橡胶 9份、粘土 24份、 CaCO330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( Mv=0.8万)、丁苯橡胶与石蜡油的均相共混物,添加 ZnO、 CaCO3、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〔6〕。
1.5在农业上应用
辽宁省城果圃研究所利用 LPIB ( Mn=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 ( Mv=3万)还可用在含硫或硫化氢不高的原油中作防蜡分散剂,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 (Mv=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]。上海钢丝绳厂采用LPIB作纱蕊油。
1.8其它
LPIB (Mv=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
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油。LPIB ( Mn=5 000)可作为防水炸药 [10]、火箭推进剂组分( Mn=8 100)[16]、金属防锈剂、皮革浸渍剂、破乳剂( Mv=1 000)、食品添加剂( Mv=3.5万)、耐腐蚀膜( Mv=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用来提高并用料的粘接力、柔性、耐老化性和电绝缘性。
2.1PIB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,
第8期陈娟:聚异丁烯的应用 ·59·
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、 SiO23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。
2.2PIB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~
2.0×105的产品最为适宜。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、 TiO2100~650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 5~35份、甲基苯基硅氧烷 1~7份、LPIB 4~25份、HPIB 0.5~5.0份、添加剂 2~15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、 CaCO3、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9份、粘土 24份、 CaCO330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 0.2~0.3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。
2.3PIB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。
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(下转第75页)
第8期周晓霞,等:分光光度法测定菠菜中铁的含量 ·75·
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 μg/50 mL、湿法消化茎120 μg/50 mL、干法消化叶110 μg/50 mL、干法消化茎95 μg /50 mL。
已知新鲜的样品分别为 131.2、67.1、131.2、
67.1 g。则对应含量为:湿法消化处理叶 130× 5/131.2=4.954 μg/g;茎 120×5/67.1=8.941 μg/g;干法消化处理叶 110×5/131.2=4.192 μg/g;茎95×5/67.1= 7.079 μg/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。
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