고 반응성, 저 할로겐 함량의 폴리이소부텐의 제조 방법 document_id A220623030921

고 반응성 폴리이소부텐으로 공지되어 있는 폴리이소부텐은 높은 메틸리덴기 함량을 갖는 폴리이소부텐이다. 본 발명과의 관계에서, 메틸리덴기는 폴리이소부텐 거대분자 중 이중 결합의 위치가 하기 화학식으로 기재되는 기를 말한다: 상기 식 중 "중합체"는 하나의 이소부텐 단위에 의해 단축된 폴리이소부텐 라디칼을 나타낸다. 메틸리덴기는 가장 높은 반응성을 나타내는 반면, 거대분자의 더 내부쪽에 존재하는 이중 결합은 관능화 반응에 있어서 거대분자 중 이의 위치에 따라 반응성이 존재한다 하더라도 매우 낮은 반응성을 나타낸다. 따라서, 분자 중 메틸리덴기의 비율은 폴리이소부텐의 가장 중요한 특성이다. 고 반응성 폴리이소부텐의 용도로서 윤활제 및 연료에 대한 첨가제를 제조하기 위한 중간체를 들 수 있다. 고 반응성 폴리이소부텐은 각종 루이스산에 의한 촉매 작용 하에 이소부텐을 중합함으로써 수득할 수 있다. 특히 유리한 루이스산은 할로겐화 루이스산, 예컨대 삼불화붕소 또는 사염화티탄이다. 그러나, 할로겐화 루이스산을 이용한 촉매 작용은 종종 할로겐이 폴리이소부텐에 첨가되는 부반응을 야기하거나 또는 이소부텐 및 이의 올리고머의 3차 불화물과 같은 할로겐화 부산물의 형성을 야기하며, 상기 부산물 중 일부는 폴리이소부텐으로부터 제거하는 것이 어렵고 이를 오염시킬 수 있다. 폴리이소부텐을 특히 수분의 영향 하에서 저장하는 경우, 할로겐화 부산물은 분해되어 할로겐화수소, 예컨대 불화수소를 방출하고, 이는 용기, 설비 부품 등의 오염을 야기한다. 또한, 고 반응성 폴리이소부텐 중 메틸리덴기의 함량은 저장의 과정 중, 특히 승온에서 감소됨이 관측되었다. 산성의 오염 물질 및/또는 방출된 할로겐화수소는 메틸리덴 이중 결합을 열역학적으로 더 안정한 내부 이중 결합으로 이중 결합 이성화를 야기하는 것으로 생각된다. EP-A 1 081 165는 이중 결합의 이성화를 실질적으로 방지하는 환경 하에서 폴리이소부텐을 알루미나로 처리함으로써 이의 할로겐 함량을 감소시키는 방법을 기재하였다. 상기 처리는 예를 들어 알루미나 고정층 상에서 수행한다. 할로겐화 폴리이소부텐 분자는 알루미나 표면 상에서 분해되어 비닐리덴기를 변형하는 것으로 생각된다. 상기 공정은 높은 처리 온도, 예를 들어 100℃ 초과에서 수행된다. 이러한 고온은 불리하다. 이소부텐의 중합 반응에서, 휘발성 희석제, 예컨대 C4 탄화수소를 종종 사용한다. 1차 생성물로서 수득된, 휘발성 희석제 중 폴리이소부텐 용액에 분해 처리를 직접 실시하여, 폴리이소부텐을 단리하고 제2 고비점 희석제 중에 취해야 하는 필요성을 회피할 수 있다. 그러나, 1차 생성물로서 수득된 폴리이소부텐 용액을 고온에서 취급하는 것은 어렵고 위험한데, 이는 희석제가 인화성이고 용액의 증기압이 가열시 급격히 상승되기 때문이다. 본 발명자들은 할로겐 화합물이 낮은 처리 온도에서 초기에는 우수하게 제거되나, 연장된 작동 시간에서 할로겐화 화합물은 "파괴"되고 유출물 중 할로겐 오염물질이 급격히 증가하는 것을 발견하였다. 이는 저온에서의 할로겐의 제거는 크로마토그래피 효과에 기인하고, 상기 효과에 의해서 할로겐화 폴리이소부텐이 비할로겐화 폴리이소부텐보다 알루미나에 의해 더 강하게 보유된다는 것을 의미한다. 할로겐화 폴리이소부텐 분자의 "앞 부분"이 흡착층의 배출구 말단에 도달하자마자, 더이상 할로겐이 추가로 제거되지 않는다.