Полиизопрен — это , строго говоря, собирательное название полимеров , получаемых полимеризацией изопрена . На практике полиизопрен обычно используется для обозначения синтетического цис -1,4-полиизопрена, полученного путем промышленной полимеризации изопрена. Природные формы полиизопрена также используются в значительных количествах, наиболее важным из которых является « натуральный каучук » (в основном цис -1,4-полиизопрен), который получают из сока деревьев. И синтетический полиизопрен, и натуральный каучук обладают высокой эластичностью и поэтому используются для изготовления шин и множества других применений.
Транс - изомер, который намного тверже, чем цис -изомер, также широко использовался в прошлом. Его тоже синтезировали и экстрагировали из растительного сока, причем последняя смола известна как гуттаперча . Они широко использовались в качестве электрического изолятора и в качестве компонентов мячей для гольфа . Годовое мировое производство синтетического полиизопрена составило 13 миллионов тонн в 2007 году [1] и 16 миллионов тонн в 2020 году. [2]
В принципе, полимеризация изопрена может привести к образованию четырех разных изомеров . Относительное количество каждого изомера в полимере зависит от механизма реакции полимеризации. [ нужна цитата ]
Анионно-цепная полимеризация, инициируемая н -бутиллитием , приводит к образованию полиизопрена с преобладанием цис -1,4-полиизопрена. 90–92% повторяющихся единиц составляют цис -1,4-, 2–3% транс -1,4- и 6–7% 3,4-единицы. [3]
Полимеризация с координационной цепью: с помощью катализатора Циглера-Натта TiCl 4 /Al( i -C 4 H 9 ) 3 образуется более чистый цис -1,4-полиизопрен, аналогичный натуральному каучуку. С катализатором Циглера-Натта VCl 3 /Al( i -C 4 H 9 ) 3 образуется транс -доминантный полиизопрен. [4]
1,2 и 3,4 доминирующий полиизопрен получается на катализаторе MoO 2 Cl 2 , нанесенном фосфорным лигандом и сокатализатором Al(OPhCH 3 )( i -Bu) 2 . [5]
Первое сообщение о коммерциализации стереорегулярного поли-1,4-изопрена с содержанием цис> 90% (от 90% до 92%) было в 1960 году компанией Shell Chemical Company . Shell использовала алкиллитиевый катализатор. Содержание 90% цис-1,4 оказалось недостаточно кристаллическим, чтобы его можно было использовать. [6]
В 1962 году компании Goodyear удалось создать цис-полимер на 98,5% с использованием катализатора Циглера-Натта , и это имело коммерческий успех.
Натуральный каучук и синтетический полиизопрен используются в основном для изготовления шин . Другие области применения включают латексные изделия, обувь, ремни, шланги и презервативы . [7]
Для изготовления мячей для гольфа использовали природную гуттаперчу и синтетический транс -1,4-полиизопрен .