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C9石油树脂的合成研究进展

1前言

C9石油树脂是以石脑油催化裂化后沸点为100～240℃的

重芳烃副产物为原料,在一定条件下,共聚反应制得的一种可塑性

烃类树脂,其数均分子量一般低于2000,软化点在60～140℃之

间。依据合成石油树脂的原料来源不同,可将其分为四类:脂肪族

石油树脂又称C5树脂、芳香族石油树脂又称C9树脂、C5、C9

共聚树脂及环戊二烯树脂。由于石油树脂的分子量比较小,软化

点低,分子中含有许多的不饱和键,所以在热稳定性、机械强度、

耐酸性等方面存在严重不足,一般不单独作为材料使用;但石油树

脂具有良好的耐碱性和耐候性,和其他树脂极易相溶,作为有机材

料的助剂,在橡胶、粘合剂、涂料和造纸等方面得到了广泛应用。

2C9石油树脂的原料研究

C9石油树脂的原料是沸点在100～240℃之间的150多种

芳香烃组分的复杂混合物,无固定的组成,不易分别。不同的原油

和炼油工艺所生产的C9馏分的组成差别很大。C9石油树脂原

料中一般含有大约50%的可聚性单体,这些可聚性单体构成共聚

反应的主体反应物;其余为非聚合性的苯或茚的衍生物,在聚合时

起到溶剂的作用。可聚性单体主要组成是α-甲基苯乙烯、苯乙烯、

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乙炔基甲苯、茚、乙烯基甲苯、双环戊二烯,其中又以乙烯基甲

苯和双环戊二烯的含量最高。原料的组成复杂、难以掌握,是影

响产品性能最重要的因素之一。如李秀敏[1]对比研究了燕化化

工一厂的不同裂解塔的全馏分和精馏后的馏分合成C9树脂的性

能差异。美国专利[2]报道,在原料中加入一定量的双环戊二烯,可

合成软化点高的石油树脂。

原料中双环戊二烯的含量高,则树脂产率提高,颜色变深,分

子量降低,造纸行业要求双环戊二烯的含量小于5%。增加苯乙烯

的含量可改进色泽,提高产率,但会降低树脂的软化点和与其他树

脂的相溶性,在橡胶工业中苯乙烯的含量不应超过15%。α-甲基

苯乙烯的含量不会影响收率,但含量过高会损害色相。增加茚的

含量能提高树脂的软化点,但含量超过20%则简单结焦;用作橡

胶补强的树脂,还有5%～8%的可聚物的沸点高于茚。

文献[3]报道,对原料进行精馏,对不同的应用要求,用不同的

沸点段的组分进行聚合合成树脂。精馏后的原料组分的分子量比

较接近,可排解一些其他组分的影响,使反应简单掌握,产品的稳

定性高、质量好。如用100～180℃的馏分催化聚合,作为橡胶加

工的软化剂;用150～220℃的馏分催化聚合,作为生产热熔胶的

添加剂[4]。

3合成C9石油树脂的研究进展

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C9石油树脂的合成原料的组分多,相互之间发生的反应很复

杂。文献[5-6]提到,树脂合成时原料组分之间发生共聚反应,但在

供应聚合模型时,均以原料的主要成分苯乙烯的均聚反应为例供

应反应模型,与实际的反应有一定的差别。考虑到多元共聚反应

的影响因素多,反应机理复杂,作者以原料的主要组分苯乙烯与茚

为例来阐述共聚反应的模型。

石油树脂常用的合成方法有热聚合、催化聚合和自由基聚合

三种。下面将予以分别说明。

3.1热聚合

石油树脂的热聚合反应一般将C9组分在反应釜中加热到

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