يعد البولي أيزوبيوتيلين مصطلحًا عامًا لمنتجات البوليمر المتجانس من الأيزوبيوتين (2-ميثيل بروبين). نظرًا لاختلاف طرق إنهاء السلسلة للبولي إيزوبوتين، هناك أنواع عديدة من الروابط المزدوجة في نهاية جزيئات الأيزوبيوتين المتولدة عن التفاعل: الروابط الثنائية المستبدلة الثنائية (روابط ألفا المزدوجة الطرفية)، والروابط المزدوجة المستبدلة ثلاثية، والروابط المزدوجة المستبدلة الرباعية .
تعتمد نسبة الأنواع المختلفة من الروابط المزدوجة المستبدلة على أداء المحفز، ودرجة حرارة التفاعل، وفترة التفاعل. كلما طالت فترة التفاعل، أصبح من الأسهل توليد روابط ثنائية رباعية وثلاثية مستقرة كيميائيًا. عند استخدام ثلاثي كلوريد الألومنيوم كمحفز، فإن معظم الروابط المزدوجة في نهاية جزيئات الأيزوبيوتين الناتجة عن التفاعل تكون روابط مزدوجة مستبدلة ثلاثية، تليها روابط مزدوجة مستبدلة رباعية، والروابط الثنائية المستبدلة هي الأقل (10%). . عند استخدام ثلاثي فلوريد البورون كمحفز، فإن معظم الروابط المزدوجة في نهاية جزيئات الأيزوبيوتين الناتجة عن التفاعل تكون روابط ثنائية مستبدلة ثنائية (70% -85%)، تليها روابط مزدوجة ثلاثية مستبدلة، ورباعية الروابط المزدوجة المستبدلة هي الأقل. يُطلق على البولي إيزوبوتين منخفض الوزن الجزيئي مع محتوى الرابطة المزدوجة الطرفية العالية من ألفا اسم بولي إيزوبوتين عالي النشاط (HRPIB؛ HighlyReactivePolyisobutene)، وهو يلعب دورًا بارزًا في العديد من مجالات التطبيق ويمكن استخدامه كوسيط لإنتاج مشتقات مختلفة. بالإضافة إلى ذلك، يتمتع البولي إيزوبوتين عالي النشاط بآفاق تطبيقية واسعة في مجالات المتفجرات المستحلبة، والمواد الخافضة للتوتر السطحي، وعوامل التنظيف، ومثبطات الصدأ.
لقد تغلغل تطبيق البولي إيزوبوتين عالي النشاط تقريبًا في جميع مجالات تطبيق البولي إيزوبوتين منخفض الوزن الجزيئي (LPIB)، ولكن نظرًا لارتفاع تكلفة إنتاج البولي إيزوبوتين عالي النشاط مقارنة بمنتجات LPIB التقليدية، فإنه يستخدم حاليًا في الغالب لإنتاج عالي النشاط المشتتات الخالية من الرماد من البولي أيزوبيوتين، وأمينات البولي أيزوبيوتين، وما إلى ذلك.
1. مشتت خالٍ من رماد البوليسوبيوتين عالي النشاط
المشتت الخالي من الرماد متعدد الأيزوبيوتين عالي النشاط هو منتج محسن للمشتت الخالي من الرماد متعدد الأيزوبيوتين [9-12]، الذي ينتمي إلى المشتت الخالي من الرماد منخفض الكلور. يتم تصنيعه عن طريق عملية الإضافة الساخنة باستخدام بولي إيزوبوتين عالي النشاط، وأنهيدريد الماليك، والبولي إيثيلين بولي أمين كمواد خام. بالإضافة إلى الخصائص العامة لمنتجات الكلورة، فهي تتميز أيضًا بالخصائص التالية: محتوى منخفض من الكلور، والذي يمكن أن يلبي متطلبات حماية البيئة الصارمة بشكل متزايد؛ لون المظهر خفيف نسبيًا. تعكر منخفض، توافق جيد مع الإضافات مثل ZDDP. لا ينتج المشتت الخالي من الرماد من بولي إيزوبوتين عالي النشاط بقايا أو دخان أزرق بعد الاحتراق؛ مشتت خالٍ من رماد بولي إيزوبيوتين عالي النشاط ولا يحتوي على الكلور ولا ينتج ديوكسينات ضارة أثناء الاحتراق.
2. بولي إيزوبوتين أمين
بولي أيزوبيوتيلين أمين (PIBA) هو مادة خافضة للتوتر السطحي نشطة للغاية يتم إنتاجها باستخدام بولي أيزوبيوتين عالي النشاط مع توزيع وزن جزيئي ضيق جدًا باعتباره المادة الخام الرئيسية، من خلال عمليات مثل مركب التحلل المائي لأمين الأكسدة. إنها المادة الخام الرئيسية لإنتاج منظفات البنزين من الجيل الرابع. يحتوي Polyisobutylamine على خصائص تشتيت وتنظيف وإزالة استحلاب ومضادات للأكسدة. يمكن لمنظفات البنزين المصنعة به أن تزيل بشكل فعال الرواسب ورواسب الكربون الموجودة على الأجزاء الرئيسية للمحرك، مثل الفوهات وصمامات السحب وغرف الاحتراق، مما يقلل من انبعاثات عادم المحرك واستهلاك الوقود.
هناك العديد من عمليات إنتاج البولي إيزوبيوتين أمين، معظمها يستخدم البولي إيزوبيوتين عالي النشاط بوزن جزيئي يبلغ 1000 كمادة خام رئيسية.
يخضع البولي إيزوبيوتين النشط للغاية لتفاعل إضافة جذري مضاد لماركوفنيكوف مع غاز HBr في وجود بيروكسيد لإنتاج بولي إيزوبوتين المبروم، والذي يمكن بعد ذلك أن يخضع لتفاعل استبدال محب للنواة مع الأمونيا لإنتاج بولي إيزوبوتين أمين.
يمكن أكسدة بولي إيزوبوتين عالي النشاط مع بيروكسيد الهيدروجين لتحضير بولي إيزوبوتين إيبوكسي، والذي يمكن تحلله باستخدام إيثيلينديامين للحصول على بولي إيزوبوتين أمين. حددت الأبحاث التجريبية عملية التحضير المثالية: درجة حرارة الإيبوكسيد 80-85 درجة، زمن التفاعل 5-6 ساعة؛ درجة حرارة التحلل الأميني هي 130-150 درجة، وزمن التفاعل هو 6-8 ساعة.
يمكن أن يخضع البولي إيزوبوتين عالي النشاط لتفاعل الكربوكسيل مع أول أكسيد الكربون والهيدروجين عند ضغط ودرجة حرارة معينين للحصول على كحول البولي إيزوبيوتين، والذي يمكن أن يتفاعل بعد ذلك مع الأمونيا عند ضغط معين لإنتاج بولي إيزوبوتين أمين.
3. أخرى
يمكن أن يتفاعل البولي إيزوبيوتين عالي النشاط مع مركبات الهيدروكسيل العطرية مثل الفينول لإنتاج بولي أيزوبيوتيل هيدروكسيروماتيك، مع زيادة كبيرة في معدل التحويل. يعتبر بولي أيزوبيوتيلين فينول مشتتًا جيدًا.
يمكن للبولي إيزوبوتين عالي النشاط استخلاص العديد من المنتجات الجديدة، والتي يمكن استخدامها لتحضير الطعوم والكتل المختلفة. يتم تطوير العديد من التطبيقات الجديدة تدريجيًا، مثل عامل الترطيب متعدد الوظائف بولي إيزوبيوتين إستر الجلسرين والملدنات في مواد البوليمر.
تستخدم شركة Amoco Chemical Company البولي إيزوبوتين عالي النشاط كمادة ملدنة داخلية، لتحل محل مواد التخثر وتقلل من استخدام المذيبات، وبالتالي تقلل محتوى المواد العضوية المتطايرة ورائحة الطلاء.
يمكن تحضير عامل اقتران لتعديل تعبئة البوليمر العضوي عن طريق تطعيم بولي إيزوبوتين عالي النشاط وأنهيدريد الماليك. يمكن لعامل الاقتران أن يحسن بشكل فعال التوافق والالتصاق للبوليمرات العضوية والحشوات غير العضوية، وله مزايا عدم التلوث، والتحكم الدقيق في معدل التطعيم، ونطاق التطبيق الواسع.