нефтеполимерные смолы
НЕФТЕПОЛИМЕРНЫЕ СМОЛЫ (пиропласт, бетапрен, эскорез, норсолен, импрез, петрозин, карборезин, пиролен-100 и др.)
продукты полимеризации арилалкен-, диен-, циклодиен-, олефин- и циклоолефинсодержащего нефтяного сырья. Последним служат фракции C5, C8 — C10 и др. пиролиза бензинов, газойлей, дизельных топлив и т. п., а также смеси разл. фракций между собой и с индивидуальными мономерами (напр., пипериленом, стиролом, циклопентадиеном, инденом). Состав фракций сильно зависит от типа сырья и условий пиролиза. Алифатические Н.с. получают полимеризацией углеводородов фракции C5, ароматические фракции — C8 — C10.
Получение. В промышленности полимеризацию осуществляют по периодич. или непрерывной технол. схеме в присутствии катализаторов (металлич. Na, сильные минер. кислоты, галогениды металлов, кат. Циглера — Натты), инициаторов (пероксидов и гидропероксидов) или термич. способом. Так, в присутствии 0,5–2,0% по массе AlCl3 фракция C8-C10 полимеризуется при 30–70 °C за 15–30 мин. Достоинства метода — сравнительно низкая темп-pa синтеза и малая длительность, осн. недостатки — необходимость коррозионностойкого оборудования, наличие стадии разложения катализатора и большое количество сточных вод. Под действием псроксидов и гидропероксидов (0,5–3%) реакцию проводят при 70–130 °C, атмосферном или небольшом избыточном давлении в течение неск. часов; выход Н.с. 30–45% от массы исходной фракции. Этим методом получают светлые (бесцв. или слегка желтоватые) смолы. Термич. полимеризацию проводят при 200–280 °C и давлении до 0,98 МПа в течение 2–10 ч; выход Н.с. 30 50%. Этим методом получают Н.с. в осн. из фракции C8-C10. Осн. преимущества метода-простота технол. оформления и небольшие уд. капиталовложения. Относительно редко применяют метод окислит. полимеризации, когда окислителем служит O2 воздуха, продуваемый через реакц. массу при 200–300 °C в течение неск. часов.
После завершения полимеризации образовавшуюся Н.с. отделяют от не вступивших в реакцию предельных углеводородов и низкомол. продуктов. Последние находят применение как растворители, сырье для получения техн. углерода, компоненты топлив.
Разработаны схемы комплексной переработки жидких продуктов пиролиза с получением из оставшихся углеводородов, кроме растворителей, др. продуктов; напр., из фракций с т. кип. выше 190 °C — нафталина, алкилнафталинов, темных Н.с.
Свойства. Большинство Н.с. — твердые аморфные термопластичные продукты; мол. м. 500-2500; т. размягч. 70–150 °C. 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/см3; 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 кислоты 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, нитрильными 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 кислотами, растит. маслами и др.
Применение. Н.с. используют в производстве: РТИ и искусств. кож в качестве эффективных пластификаторов вместо ку-мароно-инденовых смол и канифоли; полимербетонов (Н.с. повышают их прочность, морозостойкость, снижают водопроницаемость), строит. мастик для облицовки стен, устройства кровель, для гидроизоляции (имеют хорошую адгезию к бетону); клеевых композиций в строит. технике и производстве бумаги и картона. В сочетании с битумами и фенольными смолами Н.с. используют для приготовления асфальтобетонов повыш. прочности. Композиции Н.с. с пластификаторами и пигментами используют для получения временных защитных лакокрасочных покрытий. Добавки Н.с. к масляным пленкообразователям ускоряют их высыхание и повышают твердость полученных продуктов, добавки к алкидным лакам повышают водостойкость и стойкость лакокрасочных покрытий к действию щелочей и моющих средств. Лакокрасочные покрытия на основе композиций хлорир. полимеров с Н.с. обладают высокой хим. стойкостью и хорошими защитными свойствами. Модифицированные малеиновым ангидридом Н.с. применяют в красках и составах для разметки дорог.
Мировой объем производства Н.с. превышает 600 тыс. т/год (1987) и имеет тенденцию к росту, что объясняется широкой и доступной сырьевой базой, низкой стоимостью и возможностью использования в разл. отраслях промышленности.
Лит.: Алиев В. С, Альтман Н. Б., Синтетические смолы из нефтяного сырья, М.-Л., 1965; Жечев С. С. [и др.], "Лакокрасочные материалы и их применение", 1983, №1, с. 15–20 (обзор); Применение углеводородных смол в качестве пленкообразователей для лакокрасочных покрытий. Обзорная информация, сер. Лакокрасочная промышленность, М., 1984 (НИИТЭХим); Думский Ю. В., Нсфтеполимерные смолы, М., 1988.
М. М. Могилевич, В. Б. Манеров, В. С. Каверинский
