1. Теоретическая часть
Общие сведения
Свойства. Большинство Н. с.-твердые аморфные термопластичные продукты; мол. м. 500-2500; т. размягч. 70-150°С. Выпускают также вязкотекучие Н. с. (мол. м. ок. 300). Высококачественные Н. с. бесцветны или слегка желтоваты; их цвет мало изменяется при нагревании. Плотн. Н. с. 0,93-1,1 г/см 3; зольность светлых Н. с. не превышает 0,1%, темных-1%; число омыления и кислотное число не превышает 1-2, йодное число в интервале 15-300.
Н. с. хорошо раств. в углеводородах, сложных эфирах уксусной к-ты и кетонах, не раств. в низших спиртах. Алифатические Н. с. совместимы с НК и СК, жирными алкидными смолами, растит. и нефтяными маслами, но не совместимы с касторовым маслом, нитроцеллюлозой, нит-рильными каучуками. Ароматические Н. с. совместимы с хлорир. полимерами, глицериновым эфиром канифоли, при определенных условиях-с растит. маслами.
На воздухе Н. с. склонны к окислению, при этом уменьшается ненасыщенность, образуются кислородсодержащие группы, увеличивается мол. масса. Для повышения устойчивости к окислению Н. с. гидрируют. Модифицируют их непредельными соед.-малеиновым ангидридом, жирными к-тами, растит. маслами и др.
Строение. (пиропласт, бетапрен, эскорез, норсолен, импрез, петрозин, карборезин, пиро-лен-100 и др.), продукты полимеризации арилалкен-, диен-, циклодиен-, олефин- и циклоолефинсодержащего нефтяного сырья. Последним служат фракции С 5, С 8 Ч С 10 и др. пиролиза бензинов, газойлей, дизельных топлив и т. п., а также смеси разл. фракций между собой и с индивидуальными мономерами (напр., пипериленом, стиролом, циклопен-тадиеном, инденом). Состав фракций сильно зависит от типа сырья и условий пиролиза. Алифатические Н. с. получают полимеризацией углеводородов фракции С 5, ароматические фракции - С 8 - С 10.
Литературный обзор
Нефтеполимерные смолы могут быть получены методами термической, каталитической и инициированной полимеризации. Среди каталитических методов наиболее широко в практике синтеза НПС используются кислоты Льюиса, в частности хлорид алюминия (AlCl3) и каталитические комплексы на его основе. Они имеют высокую активность и невысокую стоимость. Но сухой хлорид алюминия взаимодействует с влагой воздуха и легко гидролизуется, что снижает его каталитическую активность, кроме того, его трудно дозировать, а увеличение концентрации приводит к существенному ухудшению света.
Помимо кислот Льюиса в качества катализаторов полимеризации ЖПП могут быть использованы ионно-координационные каталитические системы типа Циглера-Натта на основе четырёххлористого титана и алюминийорганический соединений, которые являются заведомо менее «жесткими» по сравнению с AlCl3, и позволяет работать с диеновыми углеводородами. При использовании указанных каталитических систем полимеризации протекает в гомогенной среде, что позволяет точно контролировать параметры течения процесса и, соответственно, получать НПС более высокого качества.
Улучшение показателей качества и эксплутационных характеристик НПС, а также устранение недостатков НПС (окисляемость, низкая адгезия) может быть достигнуто путём их модификации, которая осуществляется введением различных функциональных групп в структуру молекулы.
В настоящее время наиболее доступным методом модификации является карбоксилирование НПС, которое осуществляется взаимодействием смол с непредельными карбоновыми кислотами, их ангидридами и галогенидами. Возможно также прямое окисление НПС кислородом воздуха, перекисями и гидроперекисями. Однако эти способы не являются достаточно селективными, требуют сложного технологического оформления, приводят к образованию сточных вод и, как правило, ухудшают цвет пленкообразующих материалов.
Одним из методов высокоэффективного введения кислородсодержащих функциональных групп в органическую молекулу по месту двойной связи является озонирование.
Этот метод привлекателен тем, что реакция протекает в мягких условиях с высоким выходом целевых продуктов (озонирование протекает с высокой скоростью в широком интервале температур), не требует применения катализаторов и не сопровождается образованием побочных и токсичных продуктов (озон полностью расходуется на окисление, непрореагировавший озон улавливается и направляется вновь на окисление или распадается с образованием кислорода). Интерес к данному методу обусловлен и легкостью управления реакцией: в зависимости от природы растворителя и активной добавки целевыми продуктами озонолиза являются a-гидропероксиды, озониды, димерные пероксиды, альдегиды, кетоны, кислоты, при дополнительной обработке продуктов озонолиза легко получаются спирты и амины.