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ポリイソプレンは、厳密に言えば、イソプレンの重合によって生成されるポリマーの総称です。実際には、ポリイソプレンは、イソプレンの工業的重合によって生成される合成シス-1,4-ポリイソプレンを指すのによく使用されます。天然形態のポリイソプレンは大量に使用されており、最も重要なのは「天然ゴム」（主にシス-1,4-ポリイソプレン）で、これは樹液から抽出されます。合成ポリイソプレンと天然ゴムはどちらも非常に弾力性があり、タイヤの製造やさまざまな他の用途に使用されます。
シス異性体よりもはるかに硬いトランス異性体も、過去には広く使用されていました。これも合成され、植物の樹液から抽出されており、後者の樹脂はガッタパーチャとして知られています。これらは電気絶縁体やゴルフボールの部品として広く使用されていました。合成ポリイソプレンの世界の年間生産量は、2007年には1,300万トン[1]、2020年には1,600万トンでした。 [2]
合成
原理的には、イソプレンの重合により 4 つの異なる異性体が生成されます。ポリマー中の各異性体の相対量は、重合反応のメカニズムによって異なります。 [要出典]
n-ブチルリチウムによって開始されるアニオン連鎖重合により、シス-1,4-ポリイソプレンが主成分のポリイソプレンが生成される。繰り返し単位の90～92%はシス-1,4-単位、2～3%はトランス-1,4-単位、6～7%は3,4-単位である。[3]
配位連鎖重合：チーグラー・ナッタ触媒TiCl 4 /Al( i -C 4 H 9 ) 3を用いると、天然ゴムに似たより純粋なシス-1,4-ポリイソプレンが形成される。チーグラー・ナッタ触媒VCl 3 /Al( i -C 4 H 9 ) 3を用いると、トランス優位のポリイソプレンが形成される。[4]
1,2および3,4が主成分のポリイソプレンは、リン配位子とAl(OPhCH 3 )( i -Bu) 2共触媒を担持したMoO 2 Cl 2触媒によって生成される。 [5]
歴史
90%を超えるシス（90%から92%）の立体規則性ポリ-1,4-イソプレンの商業化は、1960年にシェルケミカル社によって初めて報告されました。シェルはアルキルリチウム触媒を使用しました。90%のシス-1,4含有量では結晶性が不十分で、実用的ではありませんでした。[6]
1962年、グッドイヤーはチーグラー・ナッタ触媒を使用して98.5%シスポリマーの製造に成功し、商業的にも成功を収めました。
使用法
天然ゴムと合成ポリイソプレンは主にタイヤに使用されます。その他の用途としては、ラテックス製品、履物、ベルト、ホース、コンドームなどがあります。[7]
ゴルフボールには天然ガッタパーチャと合成トランス-1,4-ポリイソプレンが使用されました。
参照
参考文献
- ^ Sebastian Koltzenburg、Michael Maskos、Oskar Nuyken、Polymere: Synthese、Eigenschaften und Anwendungen、Springer、ベルリン、2012、p. 424.
- ^ 「2026年までのポリイソプレン世界市場の展望 - 地域、タイプ、用途別」。GlobeNewswireニュースルーム。2021年4月19日。2021年5月27日閲覧。
- ^ ユルゲン・ファルベ、マンフレッド・レギッツ (Hrsg.): CD Römpp Chemie Lexikon、ティーメ、シュトゥットガルト、1995 年。
- ^ Bernd Tieke、Makromolekulare Chemie、3. Auflage、Wiley-VCH、ワインハイム、2014 年、S. 149。
- ^ Geng, Jieting; Sun, Yanjie; Hua, Jing (2016). 「リン配位子を有するMo(VI)系触媒による1,2-および3,4-リッチポリイソプレン合成」.ポリマーサイエンスシリーズB. 58 ( 5): 495– 502. doi :10.1134/S1560090416050043.
- ^ 「合成ポリイソプレン」（PDF）。国立金属材料技術センター。 2021年5月27日閲覧。
- ^ 「ラテックスアレルギーを避けるための非ラテックスコンドーム4選」クリーブランドクリニック。2020年10月15日。 2022年11月27日閲覧。