第二章 丁苯橡胶乳液聚合生产工艺ppt课件

。1.丁苯乳液共聚丁苯橡胶的生产工艺1.丁苯橡胶是由丁二烯和苯乙烯共聚而成的弹性体，结构式为：丁苯橡胶是最早工业化的合成橡胶之一，是一种综合性能较好的通用合成橡胶，约占合成橡胶总产量的60%。丁基苯橡胶在加工性能和物理性能上与天然橡胶相似，可与天然橡胶混合用作制造轮胎和其他橡胶产品的原料。丁二烯和苯乙烯丁苯橡胶根据其发展历史可分为以下两种类型：1。高温丁苯橡胶，2。过硫酸钾(K2S2O8)在丁苯橡胶早期生产中用作引发剂。由于其高分解活化能，聚合温度相对较高，引发剂在50时为t1/2=30h。50高温乳液聚合。生产周期长，生产的丁苯橡胶性能差，比较硬，称为硬丁苯或热丁苯。2.低温丁苯橡胶氧化还原引发体系采用低温乳液聚合，反应温度为5。用这种方法生产的丁苯橡胶是软的，称为软丁苯或冷丁苯，其产品性能优于热丁苯。因此，低温聚合逐渐取代了高温聚合。目前，我国丁苯橡胶生产采用冷法。2.低温乳液聚合生产丁苯橡胶的工艺(一)丁苯乳液聚合的典型配方和工艺条件，(三)丁苯乳液聚合的典型配方，(四)丁苯乳液聚合的工艺条件，共聚物中苯乙烯单体单元含量与单体转化率的关系，(二)配方中各组分的作用及相关化学反应1。链引发反应：5，OH-与体系中的Fe2反应将产生Fe(OH)2沉淀。反应如下：为了防止生成的铁(羟基)2沉淀，乙二胺四乙酸二钠盐(乙二胺四乙酸二钠盐)在工业上用作螯合剂，与铁形成含水螯合物。该螯合物解离度小，在酸碱条件下稳定，能长时间保持Fe2的存在而不产生铁(羟基)2沉淀。氧化后Fe2变成Fe3，呈棕色。丁苯橡胶浓度高时，颜色会受到影响。为了降低Fe3的浓度，工业上使用甲醛次硫酸氢钠(甲醛-亚硫酸氢钠二水合物CH2ONaHSO32H2O)作为二次还原剂将Fe3还原为Fe2。相应的反应如下：4Fe 3 2CH2ONaHSO32H2O(硫酸钠)4Fe2HCOOH Na2SO4 H2SO4 8H，6，7。连二亚硫酸钠(连二亚硫酸钠二水合物Na2S2O42H2O)被称为脱氧剂，它可以与水中的溶解氧反应，从而消除氧的抑制。如果RO代表主自由基，M1代表单体丁二烯，M2代表单体苯乙烯，则形成单体自由基的反应可表示如下：链式增长反应。嘿。8，3。链终止反应：当转化率达到要求时，加入二甲基二硫代氨基甲酸钠作为终止剂，终止剂与链自由基发生如下反应，使链自由基活性消失。二甲基二硫代氨基甲酸钠是一种有效的终止剂，但在单体回收过程中仍会发生聚合反应。因此，添加了多硫化物、亚硝酸钠和多乙烯多胺。多硫化物的作用：还原并与残留的过氧化物反应，以消除回收过程中残留过氧化物的引发。亚硝酸钠的作用：防止花椰菜状爆炸聚合物的形成。嘿。9、抗氧剂丁基苯橡胶大分子具有双键，与空气长期接触后容易老化，因此应添加抗氧剂。抗老化剂是胺化合物、酚化合物等。剂量通常为单体总质量的1.5%。抗老化剂通常不溶于水，因此需要将其制成乳液，并添加到已除去单体的胶乳中，使其与胶乳均匀混合。填充油相当于向聚乳酸合成树脂中添加增塑剂(2)从水溶液中制备相对分子量调节剂、乳化剂、电解质、脱氧剂等水溶性物质，并按规定量分别用去离子水配制水溶液。(3)通过填充油、抗氧化剂和其他水不溶性物质制备乳液。聚合系统由8 12台串联运行的聚合釜组成。当反应物质达到规定的转化率时，加入终止剂。聚合时间取决于转化率或门尼粘度。当达到规定的转化率时(根据不同品牌的产品，转化率是不同的)，可以加入终止剂来终止聚合反应。为此，小型终端釜7(几个串联)安装在每个聚合釜的后面。根据测得的转化值(或门尼粘度)，在不同位置加入终止剂(二甲基二硫代氨基甲酸钠)。(3)回收未反应的单体并除去丁二烯闪蒸器。脱除苯乙烯的汽提塔。将掺有防老剂的胶乳泵入絮凝池，与24% 26%的氯化钠溶液相遇，破乳成浆液。清洁乳化剂的浆液进入胶体磨槽，与0.5%稀硫酸混合，在剧烈搅拌下形成胶体颗粒，溢流至转化槽，完成乳化剂转化为游离酸的过程。过滤和洗涤从转化罐溢出的胶体颗粒和清液通过振动筛过滤和分离，湿胶体颗粒进入再胶凝罐，用清浆和洗涤水洗涤。通过真空转鼓过滤机从物料中除去部分水分，水分含量小于20%；粉碎干燥湿胶粒在粉碎机中粉碎成5-50毫米的胶粒，通过空气输送带送至烘干机中烘干，直至含水量小于0.1%。包装通过传送带被送至成形机，以被挤压、称重并储存。聚合过程中的主要影响因素、过程控制和设备。1.当丁二烯(M1)和苯乙烯(M2)在5聚合时，相应的竞聚率r1=1.38，r2=0.64。随着反应的进行，共聚物的组成将随着转化率的增加而不断变化。为了制备具有恒定组成的共聚物，必须控制共聚单体的比例和转化率。研究表明，当苯乙烯含量为23.5%时，丁苯橡胶中苯乙烯含量最好，当共聚进料中丁二烯/苯乙烯(质量比)为72/28时，共聚物中苯乙烯含量几乎不受转化率的影响，直至转化率达到60%，所得丁苯橡胶中苯乙烯含量约为23.5%。在聚合过程中，控制聚合反应温度为5-7，操作压力(表压)为0.25兆帕，反应时间为7-10小时，转化率为60%2%。聚合装置由8 12个串联的釜式反应器组成一条生产线。目前，最大聚合釜容积为90m3。在乳液聚合中，乳胶粒子的粒径分布与停留时间有关。8 12个釜式反应器串联，可以缩小乳胶粒子的粒径分布。制冷方式：在工业上，立式管式氨蒸发器安装在聚合釜内，液氨气化冷却。4.反应终点的控制聚合终点取决于转化率和门尼粘度。工业上转化率控制在60%。测定方法是测定物质的固体含量。这种确定需要一定的时间来获得结果。新方法是利用胶乳密度随转化率增加的特性，利用安装在生产线上的射线密度计进行快速测量。在单体回收过程中，包含在胶乳中的乳化剂在加热和减压时易于产生大量泡沫，胶乳颗粒可能聚集并粘附在反应器壁上。因此，在乳液聚合中也存在罐壁清洗的问题。防止爆炸聚合中未反应的单体在残留引发剂的作用下被加热并快速聚合，生成爆炸聚合物种，并