探讨如何优化双环热聚树脂化工工艺

李会馨 张博文

【摘要】双环热聚树脂是一种以乙烯装置副产裂解的高分子化合物，具有良好的耐光老化性、耐酸碱性以及耐水性，在烃类溶剂中也具有较好的溶解性，因此，被广泛的用于油漆、胶粘带、油墨、涂料、橡胶以及粘合剂等行业中，目前，双环热聚树脂的化工工艺包括催化聚合工艺、热聚合工艺以及自由基引发聚合工艺，本文主要在这三种工艺的基础上探讨双环热聚树脂化工工艺的优化方式。

【关键词】双环热聚树脂 化工工艺 优化方式

1 引言

双环热聚树脂是一种以乙烯装置副产裂解的高分子化合物，其颜色呈现出浅黄色到暗褐色，相对分子质量为200到3000，在常温下呈现出玻璃态热塑性固体形态，由于双环热聚树脂中不含有极性集团，因此，这种材料表现出良好的耐光老化性、耐候性、耐酸碱性以及耐水性，在烃类溶剂中也具有较好的溶解性，因此，双环热聚树脂也被广泛的用于油漆、胶粘带、油墨、涂料、橡胶以及粘合剂等行业中，应用范围十分广泛。

2 常用的双环热聚树脂化工工艺

目前，生产双环热聚树脂的化工工艺主要有三种，催化聚合工艺、热聚合工艺以及自由基引发聚合工艺，催化聚合工艺具有聚合温度低、聚合时间段的优点，但是相比而言，这种工艺的催化剂成本比较高，且其对设备具有一定的腐蚀性，生产过程中也会产生对环境污染较大的废水，且合成的双环热聚树脂色相较深，树脂的软化点也较高；热聚合工艺的加工工艺相对较为简单，生产出的产品质量也较好，但是一般只用于软化点较低的树脂，这种加工工艺中不会有废水的产生，但是反应温度很高，反应时间长，合成的双环热聚树脂的颜色也较深，这几种加工工艺各有优点和缺点，一般需要根据产品的用途、原料的组成以及产品的生产条件来决定生产方式，也可以进行分段聚合。在国外，双环热聚树脂化工工艺主要包括热聚合工艺、阳离子聚合工艺以及自由基引发聚合工艺，在工业上主要使用路易斯酸作为催化剂的酸聚合生产工艺，常用的催化剂主要有ALCL3BF3及其络合物，除此之外，在生产的过程中还会根据实际的生产要求和用途选择催化剂，在生产过程中，除了催化剂的选择之外，催化剂的脱除也是生产技术的关键，一般情况下，需要将其进行一段时间的馏分，在经过催化聚合得到双环热聚树脂，在催化完成之后，再将未反应部分进行再次蒸馏。双环热聚树脂的成分非常复杂，其组成原料的裂解调节以及裂解装置各有不同，尽管其组成原料非常复杂，但是从合成的角度而言，其原料可以分为可聚合活性组分以及可作为聚合溶剂的非活性组分，可聚合活动组分按照其反应的活性以及化学结构来分可以分为苯乙烯及苯乙烯衍生物、双环戊二乙烯及其衍生物、茚以及茚的衍生物，这三种组成物的聚合特性有着一定的不同，在具体的生活过程中，需要使用不同的聚合工艺进行生产，使用不同的聚合工艺就可以生产出多种产品。

目前，双环热聚树脂的生产大多被美国、西欧、日本等发达国家的大公司垄断，其中，日本和美国是主要的双环热聚树脂的消费国家，其消费的总量占据了世界消费总量的一半以上，在2005年以后，世界各个国家对双环热聚树脂的需求量也越来越大，加上原材料价格的不断上升，对双环热聚树脂化工工艺的生产也提出了新的要求。

3 双环热聚树脂化工工艺的优化

在我国国内，虽然双环热聚树脂的研究和生产起步相对较晚，但是发展过程也十分的迅速，目前，对双环热聚树脂的生产已经基本实现工业化，但是，就现阶段来看，生产工艺还存在一些不足之处，因此，要对现在的新工艺进行开拓和研发。

3.1 双环热聚树脂生产的新工艺研发

双环热聚树脂生产过程中，由于其中双环戊二烯的活性较高，就会影响生产成品的色相，对于此，国外发达国家有着明确的要求，要求生产成品的色相与标准规定的要求差别控制在2%以内，由于我国的生产原料中都存在双环戊二烯的活性较高的问题，为了解决这一问题，可以使用两段聚合的生产工艺，具体的生产流程为，当生产原料中双环戊二烯的质量分数小于15%的时候，即可以使用两段聚合的生产工艺，在前段生产前使用比较低的反应温度，在反应的过程中分步滴入催化剂，让活性较高的单体先逐渐的聚合，待这些单体聚合至一定程度之后，再提高反应温度，便于后段的聚合，使用这种新的生产工艺不仅可以提高树脂的收率，又可以避免在生产的过程中产生凝胶物质，且生产成品的色相也符合标准规定的范围。

3.2 新型聚合催化剂的开发

对于聚合催化剂的研发，国内外相关学者已经有了深入的研究，在生产初期，主要使用酸性物质作为双环热聚树脂的生产催化剂，但是由于这种催化剂的活性较低，生产成品的色相也较差，因此，在发展的过程中，催化剂逐渐被ALCL3BF3及其络合物所替代，在我国，除了用以上几种催化剂外，还根据生产材料的特性开发了亚磷酸酯作为终止剂，使用这种生产方法可以缓解传统生产过程中对空气和环境带来的污染，且生产出的成品软化点高、色相较好。

3.3 双环热聚树脂的改性

目前，对于双环热聚树脂的生产竞争也越来越大，各个生产厂家也不断的对生产技术进行开发，以便于不断的扩展其生产领域，在双环热聚树脂中添加极性基团，可以在很大程度上提高双环热聚树脂与极性化合物的分散性和相溶性，这种产品也由于水质较为稳定，被广泛的应用在化工生产和油田中。

3.4 加氢

通过聚合反应生产出的双环热聚树脂的稳定性相对较差，因此，其应用范围也得到了一定程度的限制，这可以通过加氢的方法来解决，通过加氢可以破坏双环热聚树脂中的不饱和双键，并将其内部残留的卤族元素脱离，改善生产成品的稳定性和色相，这种方法在近些年来也在一些发达国家中得到了广泛的应用。加氢的方式较多，一般应用在生产中的有喷淋塔、固定床以及浆态三种方式，具体的反应温度控制在200到300℃，并使用载钯单金属作为催化剂，矿物油、正庚烷作为溶剂。

参考文献

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