聚異丁烯是異丁烯(2-甲基丙烯)的均聚物和共聚物產品的總稱。
液相催化裂化和催化重整生產汽油或石腦油裂解生產乙烯單體會產生碳四副產品,異丁烯便來自于此。在除去碳四副產品中的丁二烯后,其主要成分是丁烯、丁烷和異丁烯的混合物,用硫酸抽提,然后將提取物送入換熱器加熱,使反應逆轉,把硫酸分離,便可得到高純度的異丁烯。
高純度異丁烯用于丁基橡膠、烷基化和某些異丁烯聚合物領域,純度不高的材料則應用于其它領域。這些材料通常含有少量1-丁烯和2-丁烯,而且在用于 制備異丁烯聚合物時可能會被稱作聚丁烯。生產汽油的液相催化裂化和催化重整及生產乙烯的石腦油裂解工藝的廣泛應用使異丁烯供應經常過剩。
有兩種聚合物商品常被稱為聚異丁烯。
一種是丁基橡膠——異丁烯和1-3%的異戊二烯的共聚物。約有半數的丁基橡膠被加工成鹵丁橡膠后拓寬了交聯的選 擇范圍。這類材料因氣密性好而廣泛應用于輪胎和其它充氣領域。丁基橡膠曾經是異丁烯的最主要需求流向,但實心輪胎的發展降低了該領域的需求。目前全球的丁 基橡膠總產能為約61萬噸,其中拜耳和巴斯夫占據了80%以上的產能。丁基橡膠與聚異丁烯在膠粘劑、密封劑、填料等方面的應用有競爭關系。
另一類聚異丁烯商品是分子量在350到一千萬之間的均聚物。一般來說,聚異丁烯分為低分子聚異丁烯、中分子聚異丁烯和高分子聚異丁烯。分子量在 350到3500之間的材料稱低分子量聚異丁烯,分子量在一萬到十萬之間為中分子量產品,分子量在十萬至一千萬之間的為高分子量產品。分子量在三萬以下的 產品通常呈液態,分子量較高的材料則呈固態。只有部分生產商生產全系列分子量產品,大多數生產商只生產低分子量聚異丁烯。
如果不加說明,通常所說的聚異丁烯是指后者。而且高中低分子量分類也只是在后者的概念范圍內有效。
所采用的異丁烯的純度通常取決于所生產的聚異丁烯的類型。當使用三氯化鋁作催化劑時,反應生成的異丁烯分子末端的雙鍵會有很多類型。其中大多數是三元取代 雙鍵,其次是四元取代雙鍵,二元取代雙鍵最少。各種類型取代雙鍵所占的比例取決于催化劑的性能,反應溫度和反應周期。反應周期越長越容易生成化學穩定性較 好的四元和三元取代雙鍵。
使用三氟化硼作催化劑需要高純度的異丁烯原料,生成產品中的二元取代雙鍵比例高達75—85%,三元取代雙鍵次之,四元取代雙鍵最少。此類聚異丁烯產品被 某些生產商稱為高活性聚異丁烯(HR—PIB)或高純度聚異丁烯(HP—PIB)。高活性聚異丁烯在很多應用領域作用突出,可用作生產多種衍生物的中間體。