低温乳液丁苯橡胶聚合装置毕业设计【图纸丢失，只有论文】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目          录   第一章    绪论   1  第二章    丁苯橡胶   3   3  苯橡胶发展   3  合方法   5  苯橡胶用途   6   6  合反应机理   6  液聚合影响因素   7  液丁苯橡胶生产工艺   8  废处理和安全防护     13  第三章    工艺设计     15     15  高聚合温度     15  高单体转化率     17  体回收系统     18     20  整引发体系     21  整乳化体系     22  方其他组分     22  计配方     23  第四章    工艺计算     24     24     24     24  体进料量     25  水进料量     25  化剂进料量     25  文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 发体系进料量     25 节剂进料量     26  氧剂、终止剂、防老剂进料量     26   27  合釜设计     28  拌器设计     29     32  热数据     33   釜热量衡算     35  I 釜热量衡算     36  热面积核算     37  第五章    结论     39  致谢     41  参考文献     42  附录：   附录  A：  表   丁二烯与苯乙烯物性   表   以内径为公称直径的椭圆封头尺寸   表   筒体的容积、面积及质量   表   搅拌容器的设计压力   图   功率数  雷诺数  关系   附录  B：图   低温乳液丁苯橡胶 生产工艺流程图   图   低温乳液丁苯橡胶聚合釜设备图   文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 低温乳液丁苯橡胶聚合装置设计   摘    要   丁苯橡胶是一种广泛使用的橡胶产品，其主要分为乳液丁苯橡胶、溶液丁苯橡胶  和热塑性丁苯橡胶。目前乳液丁苯橡胶的生产主要以冷法工艺为主。本设计即是以日  本  司的低温乳液丁苯橡胶生产工艺为基础进行的改进设计，其主要目的是提  高装置生产效益，降低能耗。本文就聚合工段提高聚合温度、提高单体转化率对橡胶  性能和装置生产效益的影响进行了分析，认为聚合温度提高到  8 C 和单体 转化率提高  到  71是可行的。文中对聚合工段进行了物料衡算、热量衡算和聚合设备的工艺计  算，并且对单体回收系统、后处理系统以及废水处理提出了改进措施。   关键词：丁苯橡胶，乳液聚合，生产工艺，聚合设备   o 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  ( ,102617 )   is At   as     of in .      8 C 1%    as as of of       4- o 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一章          绪  论   我国丁苯橡胶（   1960 年开始生产以来，取得了长足的发展，到目前为止已形成约  23 万吨的年生产能力。其中轮胎行业是我国消耗橡胶的第一大户，丁苯橡胶消费量约占总产量的  45。近年来通过巨额投资，引进国外先进汽车设备、技术、资金以及汽车工业利用优惠政策自  身的积累， 1994 年我国汽车工业将进入高速发展期。 1994 年我国橡胶加工业对丁苯橡胶的总需  求约为  22 万吨。并且顺丁橡胶由于抗湿滑性差，在当前道路条件日益改善，车速加快，安全性  要求更高的情 况下使用将受到一定限制，而丁苯橡胶具有较好的安全性。因此，我国应更加重视  丁苯橡胶生产发展。   1993 年我国消耗橡胶总量  吨，其中丁苯橡胶约  吨。只占总消耗量的  20，  低于先进国家的占总消耗量  35以上的水平。我国丁苯橡胶人均产量仅  是大大低于先  进国家水平，这更说明了我国丁苯橡胶工业有着广阔的发展全景。我国的天然橡胶种植业由于受  自然条件所限（纬度高、干湿季明显、自然灾害频繁），单位面积产量只有世界主产地的一半，  加之生产成本越来越高，无力与国际市场价格竞 争，目前完全靠许可证制度和高关税保护着。我  国恢复关贸总协定缔约国地位后，天然橡胶种植业的处境将更为艰难。按照中国石化总公司制订  的我国  2000 年各成橡胶发展规划，在各个胶种的合理比例中，丁苯橡胶应占  30。要完成这个  规划，即使按耗胶总量年均递增  6计算，到  2000 年我国每年需丁苯橡胶  吨，届时按  80 开工率计算，我国  2000 年丁苯橡胶生产能力应为  62 万吨 /年，需新增生产能力  39 万吨。但从  已了解的情况看，今后国内丁苯橡胶只有  10 万吨 /年装置投产或开工。  年份   1991  1992  1993  1994  1995  表  我国    消耗量及相对比例                                                                                                                                                   乳液丁苯橡胶综合性能较均衡，具有强度高，耐热老化和抗湿滑性能好等优点。顺丁橡胶具  有高弹性、低生热、耐磨和耐低温等特性。乳液丁苯橡胶和顺丁橡胶在轮胎和各类橡胶制品中均  获得了广泛的应用。但是从橡胶制品用胶的合理结构出发，乳液丁苯橡胶与顺丁橡胶的比例是宏  1 消耗量 /万吨   R  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 观调控的一个重要标准。世界乳液丁苯橡胶对顺丁橡胶的生产能力之比为  1，而我国目前则  为  1。而在消耗比例上美国  1，加拿大  1，日本  1，我国则为  1（表  我国    消费量及相对比例）。   其次，轮胎产品结构的不同也是我国    耗比例远较发达国家低的主要原因。不同  品种轮胎耗胶量占轮胎耗胶量的比例及其中    消耗比例如表  示。  表  我国主要品种轮胎耗胶量占轮胎耗胶量的比例及    消耗比例   轮胎品种              占轮胎耗胶量比例 /%             R  大 型载重斜交轮胎                  6                     中型载重斜交轮胎                                      轻型载重斜交轮胎                                      轿车斜交轮胎                                         轿车子午线轮胎                                        农用拖拉机轮胎                                       总均 (包括少量其它胎种 )                                  从表  以看出 ,载重轮胎耗胶量所占比例最高，总计达到  其中  用量很少，  R 的消耗比例最高也只有  车轮胎的  量较大，其中轿车子午线轮胎  R 的消耗比例为  车斜交轮胎达  其耗胶量相对来说比较小，只占轮胎耗胶量的    农用拖拉机轮胎中的用量最大（ R 的消耗比例高达  占  轮胎中消耗量  的  拖拉机轮胎耗胶量占轮胎耗胶量的  也不算少。由此可以看出，耗胶量最大的  是载重轮胎和农业轮胎，这决定了  R 总的消耗比例仍较低。   因此我们要逐步改变轮胎产  品结构的比例 ,提高轿车轮胎所占比例，这样， 需求量也将不断扩大。因此，我国仍需加  快乳液丁苯橡胶工业的发展。所以，本文以近年乳液丁苯橡胶发展为基础，对乳液丁苯橡胶生产  装置进行了优化设计。   2 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  第二章          丁苯橡胶   丁苯橡胶是丁二烯（ 称  B）和苯乙烯（ 称  S）经共聚制得的一类共聚  橡胶。英文缩写名为  是一类用途广泛的高弹性材料。其按  聚合方法和产品特性可分为：乳液丁苯橡胶（ 溶液丁苯橡胶（ 热塑性丁苯橡  胶（ 目前乳液丁苯橡胶有固体丁苯橡胶和丁苯胶乳，溶液丁苯橡胶和热塑性丁苯橡胶只有  固体橡胶。若依照其最终产品状态可分为：固体、粉末和胶乳。目前乳液丁苯橡胶有固体丁苯橡  胶和丁苯胶乳，溶液丁苯橡胶和热塑性丁苯橡胶只有固体橡胶。图  丁苯橡胶的主要品级系  列   。   高温   1000 高温丁苯橡胶  1100 高温丁苯碳黑母胶   1200 高温充油丁苯橡胶   一般品种                 1300 高温充油丁苯碳黑母胶   2000 高温丁苯胶乳   低温  1500 低温丁苯橡胶   1600 低温丁苯碳黑母胶                              1700 低温充油丁苯橡胶   1800 低温充油丁苯碳黑母胶   2100 低温丁苯胶乳   高苯乙烯丁苯橡胶              特殊品种丁苯橡胶     液体丁苯橡胶   羟基丁苯橡胶   锂系  规共聚丁苯橡胶   嵌段共聚丁苯橡胶（      醇烯溶聚丁苯橡胶  锡偶联溶聚丁苯橡胶   高反式 4 图   丁苯橡胶分类     丁  苯橡胶发展   乳液聚合丁苯橡胶于  1937 年最早实现了工业化生产，当时德国沿用了丁钠橡胶的名称并加  4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 注  S（苯乙烯），称为  (  别是丁二烯和钠的德文    词头 )。后  来美国经研究改进，于  1942 年实现了丁苯橡胶的工业化生产，取名为  1961 年后统称为    但德国有些生产厂迄今仍继续使用   的名称，并已形成独立的系统。   1964 年出现了以正丁基锂作引发剂在非极性溶剂中引发丁二烯 的丁苯橡胶，且所得丁苯橡胶在结构和性能上不同于乳液聚合制得的产品。为了表示这种差异，  从聚合方法上将其区分为乳（液）聚（合）丁苯橡胶（ 溶（液）聚（合）丁苯橡胶（    差不多在同一时间（ 1963），使用与生产  似的溶液聚合体系生产了线形和星  形  是又根据这种嵌段共聚物的热塑特性（而不是聚合方法）取名为热塑性丁苯橡胶，或  称为热塑性弹性体（ 简称  是由于它具有不同 于传统热固性  （ 胶的热塑特性，所以在高分子材料分类学中经常把它（或这一类）划分在热塑性弹性体  一类，而不归属于丁苯橡胶的范畴。      乳液丁苯橡胶   乳液丁苯橡胶（ 生产技术是在乳聚丁二烯橡胶制造技术的技术上发展起来的。为  了提高丁二烯橡胶的强度、减少凝胶，德国人试用苯乙烯作共聚单体与丁二烯进行乳液共聚，获  得了凝胶含量少、且物性指标均优于乳聚丁二烯橡胶的新胶种，并取名为  。德国  司于  1933 年发表了   的第 一个专利，并于  1935 年在  起了世界第一家乳液聚  合丁苯橡胶厂。第二次世界大战期间，美国缺少天然橡胶资源，为了满足战争需要，因此在  司的筹划下，一方面致力于特种橡胶的研究，一方面又利用德国   的技术生产乳  液丁苯橡胶。后来经过改进工艺和配方开发了较为先进的丁苯橡胶生产工艺，产品取名为   并于  1942 年投产。    和  是原料（丁二烯）的制造路线不同，聚合都是采用过硫酸盐（如   作引发剂，于  50 C 引发丁二烯苯乙烯进行乳液共聚 即俗称的热法丁苯橡胶。 1950 年以前  用热法生产丁苯橡胶的国家还有前苏联（ 1948 年）和加拿大（ 司）。   二战后，由于氧化还原引发体系（特别是由过氧化物（   组成的循环氧化  还原引发体系）的出现和应用，使丁二烯和苯乙烯的自由基乳液共聚有可能在低温下进行，且所  得丁苯橡胶的加工性能和硫化胶物性均有较大改善。美国首先采用循环氧化还原引发体系，于  低温（ 5 C）下生产出乳液丁苯橡胶 即俗称的冷法丁苯橡胶。   日本和欧洲其 它国家都是在  50 年代以后引进美国的生产技术来发展丁苯橡胶的生产。中国  的乳液丁苯橡胶生产技术最早（ 1958 年）是从前苏联引进的以德国  司技术为基础的  热法聚合工艺。   目前，冷法聚合配方和工艺日趋完善，连续聚合采用  30 45m  的大型聚合釜，凝聚采用阳  离子絮凝剂代替了氯化钠，挤压脱水和膨胀干燥法已普遍使用。单体转化率从以前的  60提高道  70或更高。但回收单体的工艺尚存在一些技术困难，工业自动化水平不高，产品微观质量控制  尚属空白，所得生胶强度偏低，硫化胶的滚动阻力大 、能耗高等。这些都有待进一步结案就改进。   5 o 2+ o 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985    溶液丁苯橡胶   溶液丁苯橡胶（ 研究最早可追溯到  1934 年  人用钠、锂或烷基锂引发丁  二烯、异戊二稀、 2， 3二甲基丁二烯和间戊二烯聚合的聚合反应，提出了现已被普遍接受的用  有机锂引发聚合二烯烃和苯乙烯的聚合机理。 1962 年美国  司建成了一  个用丁基锂为引发剂生产聚丁二烯的工厂。后来转成以锂为引发剂的异戊二稀聚合技术，在此基  础上开发了溶液丁苯 橡胶聚合技术并于  1969 年投产，商品名  70 年代后，英国、法国、  日本、联邦德国和前苏联等十几个国家相继有近  20 套装置投产溶液丁苯橡胶。   溶液丁苯橡胶的工业化比乳液丁苯橡胶约晚  20 年。但是由于它具有生产装置适应能力强、  改变配方可生产多种胶种、单体转化率高（约  100）、排污量小、聚合助剂少以及无凝胶等优点，  因而其需求量大，发展速度很快。      热塑性丁苯橡胶   热塑性丁苯橡胶（ 由聚苯乙烯作硬段、聚丁二烯作软段构成的三嵌段丁苯共聚物。  它是 一类在常温下显示橡胶弹性、在高温下又能塑化流动成型，并兼具热固性橡胶和热塑性塑料  特性的新型合成材料。所以又常称为热塑性弹性体（    成和生产发展的理论基础和基本反应与  样，都是基于有机锂在非极性溶剂中  引发丁苯共聚合发应。     聚  合方法   众所周知，聚合反应的实施方法有：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合。对于丁苯  共聚反应，不同的橡胶产品有着不同的实施方法。     乳液丁苯橡胶   乳液聚合是工业上利用自由基型共聚反应生产  唯一方法。在水乳液中乳化剂形成胶  束，胶束能增溶溶解单体。水溶性自由基进入胶束中引发聚合，链的增长始终在乳化剂包围的乳  胶粒中进行，这就减小了增长链相互碰撞而终止的几率，即降低了链终止速率；同时借助于乳胶  粒内的自动加速效应，使制备分子量足够高的  为可能。而且在乳液聚合中还可利用硫醇  类调节剂来抑制主链上烯丙基的链转移，减少侧乙烯基与自由基的加成，从而避免支化、凝胶等  弊端。另外硫醇还可以把带电荷的自由基转变为中性自由基：      +             +     于进入带强负电荷的胶束进行引发。   这样既提高了聚合速度，又抑制了凝胶的形成。此  外，乳液聚合还有聚合速度快，所得聚合物分子量高、散热和控温容易、粘度低、搅拌功率小、  分散介质（水）价廉易得等技术经济优点。                                6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985    溶液丁苯橡胶和    前主要采用以  引发剂在非极性溶剂（烃类）中进行的溶液共聚合  方法。   制备  段共聚物的方法主要有： (1)采用单官能引发剂的三段加料聚合法； (2)采用双官  能引发剂二 段加料聚合法； (3)采用单官能引发剂加偶联剂的三段聚合法。      丁苯橡胶用途  丁苯橡胶和其他橡胶一样是一类高弹性材料，主要用于以弹性兼强韧性要求为主体的工业和  生活制品，如轮胎、胶管、胶带、垫、圈、辊及绝缘材料等。各种  应用领域，主要依据  这种  特性和制品性能要求选择。例如    是通用型橡胶，它们单独使用或  与其他橡胶并用都可以制作轮胎（主要是胎面胶），但是由于  生胶强度高、生热低、滚  动阻力小、耐挠屈龟裂、抗湿滑性和耐磨性等均 优于  以  适合于作子午线和  实心轮胎。而充油  生热低、滞后损失小、低温挠屈寿命长，用于胎面胶有优良的牵引力  和耐磨性，故充油  量用于轻便客车、轿车的轮胎胎面和胎侧。 于不需要硫化、  加工成型方便、边角料可回收再用、省时价廉可作除轮胎以外的多种工业和生活用橡胶制品。而  丁苯胶乳由于不需要加工成型，可直接用于泡沫、薄膜制品和胶粘剂等。       聚合反应机理   丁苯橡胶乳液聚合体系中存在着三相：一是水相，其中溶 有少量乳化剂分子，少量单体分子  和引发剂等；二是油相，即乳化了的单体，珠滴直径为  5000 10000；三是胶束相，主要是胶束  和含有增溶单体的胶束，胶束直径约  50，增溶胶束则膨胀至  100 左右。此三相组成都是动态平  衡，在聚合过程中不断地变动。一般说来，胶束的浓度为  10  个 /体珠滴为  10 10  个 /所以胶束的数量远远大于单体珠滴。  在聚合的第一阶段，水溶性的引发剂分解生成的自由基（一般约  10  个自由基 /s）扩散  进入一个增溶胶束后，就在其中引发聚合生成大分子链 ，于是胶束就变成一个备单体溶涨的聚合  物乳液胶体颗粒 乳胶粒（胶束成核机理）。随着成核过程的进行，将生成越来越多的新乳胶  粒，同时随着乳胶粒尺寸不断增大，乳胶粒的表面积逐渐增大。这就使越来越多的乳化剂从水相  转移到乳胶粒表面，使水相中的乳化剂不断减少，也使未成核的胶束备破坏，最后使溶液中的乳  化剂浓度低于临界胶束浓度（ 胶束消失。   在第二阶段，乳胶粒中的单体不断被消耗，单体的平衡不断沿单体珠滴 ->水相 ->乳胶粒方向  移动，致使单体珠滴中的单体逐渐减少，直至单体珠滴消失。   进入第三阶段后，乳胶粒 中进行的聚合反应只能消耗自身储存的单体，而得不到补充，使单  体浓度随转化率的提高越来越低，反应速度也逐渐下降，直到反应结束。根据反应速度转化率  曲线划分的三个阶段如图    5 18                     10    11 7 13 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985                                           I             转化率（）   图   表面张力及聚合速度与转化率的关系      乳  液聚合影响因素   在乳液聚合反应中，主要影响因素为乳化剂种类和用量、 引发剂种类和浓度、搅拌强度、反  应温度等。   这些因素对乳液聚合过程及产品质量都有很大影响。      乳化剂的影响   乳化剂种类和浓度对乳胶粒直径  数目  合物分子量  合反应速率  聚  合物乳液的稳定性等均有明显影响。      乳化剂浓度 E的影响   对于在合理的乳化剂浓度范围内进行的正常乳液聚合来说， E越大，胶束数目  大，按  胶束机理生成的乳胶粒数目也越多，即  越大， 越小。当自由基生成速率一定时， 大，自 由基在乳胶粒中的平均寿命就越大，自由基就有充分的时间进行链增长，故可达到很大  的分子量  时， ，说明反应活性中心数目多，故  越大。对于亲水性小的单体，  E  ，且  E  ， E  。      乳化剂种类的影响   乳化剂种类不同，其  束大小及对单体的增溶度等各不相同，从而会对乳胶粒子大  小  合反应速度  产品分子量  生不同的影响。乳化剂种类不同，乳液的稳定化机  理不同，所得乳液稳定性也有差别。      引发剂的影响   引发剂浓度 I增大时，自由基生成速率增大，链终止速率也增大，故使聚合物的平均分子量  低。同时由于成核速率随 I增大而增加，因此乳胶粒数目  大， 小，聚合速率增  大，对于亲水性小的单体， E  ，且  E   ， E  。      搅拌强度的影响   在乳液聚合过程中，搅拌的一个重要作用是把单体分散成单体珠滴，并有利于传质和传热。  但搅拌强度又不宜太高，搅拌强度太高，会使乳胶粒子数目减少，乳胶粒直径增大及聚合速率降  5                                       文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 低，同时会使乳液产生凝胶，甚至导致破乳。因此对乳液聚合过程来说，应采用适当的搅拌速度。      反应温度的影响   (1)  对聚合反应速率和聚合物平均分子量的影响   反应温度升高，引发剂分解速率常数变大，在引发剂浓度一定时，自由基生成速率大，致使  在乳胶粒中链终止速率增大，故聚合物平均分子量降低；同时，链增长速率常数也增大，因而聚  合反应速率提高。   (2)  对乳胶粒直径和数目的影响   反应温度提高，自由基生成速率大，使水相中自由基浓度增大。对水溶性小的单体，自由基  从水相 向增溶胶束的扩散速率增大，即胶束成核速率增大，可生成更多的乳胶粒，即乳胶粒数目  增多，粒径减小。   (3)  对乳液稳定性的影响   反应温度升高，乳胶粒子布朗运动加剧，使乳胶粒子之间进行碰撞而发生聚结的几率增大，  从而导致乳液稳定性下降；同时，会使乳胶粒表面的水化层变薄，亦会导致乳液稳定性下降。      乳  液丁苯橡胶生产工艺   乳液丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯在水乳液中进行共聚，生成高分子量丁苯共聚物。然后从乳  液中将橡胶凝聚析出、经洗涤、干燥、压块和包装得到成品。生产乳液丁苯橡胶的全套流程和工  艺包括：原料准备、助剂配制和混料、聚合（反应的控制和调节）、凝聚和后处理等工序。      生产原料和助剂      原料   乳液共聚的主要原料丁二烯和苯乙烯有一定的规格、纯度和有害杂质限度要求，即要符合聚  合级要求表  表  出了此标准。   表  丁二烯的规格和杂质允许含量标准    外观   项目   指标   无色透明，无杂质  项目   气相中氧，体积   指标   ， 3丁二烯，   总炔烃， 10 6 99   500  丁二烯二聚物，   羰基（以乙醛计）， 10 6 6  100 甲基乙炔， 10 6 400  过氧化物（以   计）， 10 6 10  乙烯基乙炔， 10 不挥发物，   6 150   对叔丁基邻苯二酚， 10 乙氰， 10 25   10  硫（以  ）， 10 10   6 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表  苯乙烯的规格和杂质允许含量标准    外观   苯乙烯，   项目   指标   透明，无色   项目   粘度（ 25体积   相对密度（   指标   （以甲醛计），   6 聚合物溶解度   完全溶于苯   过氧化物（以  ）， 10 6   硫，   对叔丁基邻苯二酚， 10 聚合物，   10 15   50  氯化物（以氯计），      乳化剂   乳化剂是乳液聚合系统的主要组分之一，其作用可概括为：在聚合前是分散 乳化单体形成单  体液滴，形成胶束并增溶单体，形成稳定的单体乳化液，提供引发聚合的场所 单体溶胀胶束；  聚合后吸附于胶乳粒子表面，稳定“保护”胶乳粒子和增长链以防止它们互相并合合减少终止几  率，使聚合体系有一定的固含量、适宜的粘度合良好的稳定性。目前乳液聚合大都采用阴离子型  乳化剂如  脂肪酸皂、歧化松香酸皂或二者的混和皂。   脂肪酸皂主要包括：肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸、亚油酸、月桂酸、硬脂酸等的钾  或纳盐。一般说来，脂肪酸皂在水中的溶解度随烷基中碳链的增长而减少，达到临界胶 束浓度所  需用量合胶束对单体的增溶溶解能力都随烷基碳链的增长而增大。钾盐在水中的溶解度大于钠  盐。所以在丁苯乳聚中常用脂肪酸钾作为乳化剂。   歧化松香酸皂是冷法  成中使用最多的乳化剂。它是松香酸经催化歧化后再与碱中和  制得的。歧化松香酸皂实际上是含有芳环、一个双键合饱和结构合一个羧酸盐基团的多种松香酸  盐的混合物。与脂肪酸皂乳化剂相比，歧化松香酸皂所提供的聚合速度较慢，与脂肪酸皂并用可  以提高聚合速度。      引发剂   引发剂是乳液聚合配方中最重要的助剂，引发剂的种类和用量 不仅直接关系到聚合速度的快  慢，而且也直接影响产品的质量。乳液聚合所用的引发剂一般要求人溶于水相。乳液丁苯橡胶所  用的引发剂有两类：一类是热分解型引发剂；另一类是氧化还原型引发剂。前者通过热分解  （ 50 C）产生引发的自由基，后者则是通过氧化剂和还原剂之间的氧化还原反应而产生自由基。   过硫酸钾（ 热法聚合通用的引发剂， 热的条件下分解产生硫酸根自由基，  硫酸根自由基还能和水发生反应产生硫酸氢根自由基，它们共同引发聚合反应进行。   冷法丁苯橡胶的生产几乎都是采用氧化还原引发 剂。其主要依据过氧化物既是引发剂又可  充当氧化剂，加入还原剂后既可大大降低其分解活化能，又可产生具有引发活性的自由基。因此，  丁苯乳聚才可以在低温（ 5  C）下实现。工业上常用的氧化还原引发剂主要有：叔丁基过氧化  氢、蒎烷过氧化氢、过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢和偶氮二异丁氰（ 这些化合物对热  不稳定，并以中等的速度分解释放自由基。   o o 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985     其他助剂   在乳液聚合体系中还含有很多其他助剂，其在反应中起这不可忽视的作用。例如，调节剂，  又称链转移剂，其作用是通过链 转移发应来调节聚合物的分子量、分子量分布、防止聚合物产生  s 在  1 上下的化合物作分子量调节剂比较合适，因为这可使转移剂的消耗速度和单体基本相同。目  前在乳液聚合中主要采用的调节剂是叔十二碳硫醇（    电解质，在低温丁苯聚合时利用添加电解质来降低乳化剂的临界胶束浓度（ 减小乳  胶粒表面张力和胶乳粘度，提高胶乳的流动性以利于散热。常用的电解质多是强酸与强碱、或弱  酸与弱碱形成的盐类。如    活化剂，循环氧化还原系统常由氧化剂还原剂助还原剂组成。冷法丁苯 橡胶生产时，  为使水相中的  保持恒定，并使  、 之间形成有效地循环，常加入络合物合助还原剂，  并把它配制在一起，称为活化剂。目前常用的是硫酸亚铁乙二胺四乙酸钠甲醛次硫酸氢钠活  化剂系统。   扩散剂，又称助乳化剂。其作用是协助乳化剂起增溶、溶解单体、降低乳胶粒表面张力、降  低乳化剂用量和提高乳液稳定性等。目前常用的是萘磺酸或烷基萘磺酸与甲醛缩合物的钠盐。工  业上常称  扩散剂    终止剂，在生产合成橡胶类聚合物时，通常当转化率达到一定程度后，需向胶乳中加入终止  剂。其作用是破坏尚未反应的引发剂，消除体系中存在的自由基，以防止体系继续聚合，抑制大  分子发生支化交联。在热法中常用亚硫酸钠合对苯二酚作终止剂；冷法时，常用二甲基二硫代氨  基甲酸钠或二乙基羟胺作终止剂。   除氧剂，为消除由助剂配制和聚合操作时带入聚合体系的氧的阻聚作用，在工业生产中常在  聚合配方中加入除氧剂。冷法生产时常用连二亚硫酸钠作除氧剂。      聚合配方   目前，在乳液丁苯橡胶产品市场中， 90以上的产品都是由冷法制造。为了在低温下获得有效的  聚合速度，其冷法工艺均采用了氧化还 原引发体系并通过改变不同的还原剂和助还原剂使之组  成循环氧化还原系统，因而配方比较复杂。表  列出了一些冷法聚合的典型配方。配方  I、  别以过氧化氢异丙苯作氧化剂、硅酸亚铁或亚铁氢化钾作还原剂和以重氮硫醚作引发剂的氧  化还原配方，它们由于加料操作复杂或聚合速度不均，因而未在工业上获得广泛应用。配方  V 是  以对苯二酚组成的全有机物氧化还原系统，它们在工业上曾获得过应用，但并不广泛。配方   由过氧化氢二异丙苯或过氧化氢蒎烷作氧化剂的配方，在工业上得到了广泛的应  用。   化和凝胶。调节作用的大小取决于链转移剂对特定单体和自由基的链转移常数 (C )的大小。 C 2+                  3+    2+ 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表  法聚合配方及工艺要求    用量，质量份   丁二烯   苯乙烯   水   编号   I  71  29  200  70  30  250  70  30  200  71  29  200   1 V  70  30  250  72  28  180  72  28  200   1 过氧化氢异丙苯   过氧化氢蒎烷   脂肪酸皂   歧化松香皂   扩散剂    氨   对苯二酚   次硫酸钠   12乙二胺四乙酸钠   硅酸钠   甲醛次硫酸氢钠   多乙烯多胺   7单体转化率  60时的  反应时间， h（ 5 C）                         1                           14                                             14 16                   12 13                     8                       1 2 3 过氧化氢二异丙苯；调节剂丁；甲醛与萘磺酸缩合物的钠盐      工艺流程及产品质量控制   冷法生产乳液丁苯橡胶生产的全套流程和工艺包括：原料准备、助剂配制和混料、聚合反应  的控制和调节、单体回收、乳胶掺合、凝聚与洗涤及后处理等工序。      原料和助剂配制   原料和助剂配制一般是根据以单体（质量）为基准的各种物料配比作为基本配方，以基本配  方为  100，然后先将各种物料配制成一定浓度的溶液或混合液，再按要生产的品种牌号要求，  确定各种物料的加入量。   单体混合料配制。将新鲜丁二烯与回收苯乙烯在线混合配成含丁二烯  95的混合单体；将新   o 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 鲜苯乙烯与回收苯乙烯在线混合配成含苯乙烯  95的混合苯乙烯；再按配方要求的配比将二者送  到聚合工段的缓冲槽中备用。   助剂配制。将歧化松香酸皂加水配成  15 18的乳化剂 溶液；将脂肪酸与碱液再加热下配  成脂肪酸皂液。再将活化剂、终止剂、等助剂按配方与软水在线混合后送到聚合工段缓冲槽备用。      聚合      聚合工艺   乳聚丁苯橡胶连续聚合工艺是在一系列串联釜（ 8 12 台）中完成的。由配制工序送来的配  有调节剂的苯乙烯和丁二烯按配比混合成为单体相，然后和配制工序配成的乳液组成的水相混  合；先冷却只至  10 C 以下，再与配制工序的活化剂溶液混合后进入首釜，而有机过氧化物从另  一线直接入首釜，在  5 C