丁腈橡胶的生产工艺.ppt

丁腈橡胶的生产工艺,1930年在德国研究,1931年制成丁二烯和丙烯腈的共聚物,1937年投入工业化生产并以BunaN问世,1931年制成丁二烯和丙烯腈的共聚物,发现其具有优异的耐油,耐老化及耐磨等性能,丁腈橡胶的发展史,国产丁腈胶型号：丁腈-40、丁腈-26、丁腈-18。,化学通式：,丁二烯+丙烯腈,乳液共聚,丁腈橡胶,丁腈橡胶的分子结构,CH2CHCHCH2+CH2CHCN,原料简介,丁腈橡胶又称丁二烯一丙烯腈橡胶，简称NBR，平均分子量70万左右。灰白色至浅黄色块状或粉状固体。丁腈橡胶由丁二烯与丙烯腈共聚而制得的一种合成橡胶。是耐油(尤其是烷烃油)、耐老化性能较好的合成橡胶。,2、物理性质NBR为浅黄至棕褐色、略带腋臭味的弹性体密度随ACN含量的增加而由0.9450.999g/cm3不等；能溶于苯、甲苯、酯类、氯仿等芳香烃和极性溶剂；NBR属于高价格橡胶之一，生产成本高于CR。,丁腈橡胶生产工艺,主要性质,1、耐油、耐溶剂性丁腈橡胶对汽油和脂肪烃油类等非极性溶剂有较高的稳定性，其耐油性随着橡胶中结合丙烯腈含量的增加而提高。此外，对植物油、脂肪酸类亦具有良好的稳定性。在接触芳香族溶剂、卤代烃、酮及脂类等级性较大的溶剂时，有膨胀作用,主要性质,2.对化学物质的稳定性,对无机酸、有机酸、碱类、盐类以及氧化剂等的作用比天然橡胶稳定。具有高极性的含氮的酮类化合物及芳香族化合物对丁腈橡胶有容涨作用,3.耐氧化和耐日光作用,丁腈橡胶的氧化作用同样会引起大分子断裂，但氧化过程较缓慢，故耐氧化性较强；其耐紫外线的辐射比天然橡胶稳定，采用与聚氯乙烯或氯丁橡胶并用，可提高耐日光老化性能。,4.耐热、耐寒性,丁腈橡胶的耐热性优于天然橡胶和氯丁橡胶。提高丙烯腈含量有助于改善耐热性，但降低了耐寒性5.物理机械性能丁腈橡胶是非结晶的无定型聚合物，本生强度较低，使用时必须填充补强剂（如炭黑等）；提高丙烯腈含量有助于增大强度6.电性能和透气性丁腈橡胶大分子结构中存在有易被电场极化的腈基，因此机电性能较低其透气性较低，增大丙烯腈含量可提高气密性,丁腈橡胶的合成工艺,工业上生产丁腈橡胶采用连续或间歇式乳液聚合工艺，按聚合温度不同，分为热法聚合与冷法聚合两类。冷法聚合的反应温度一般控制在515，热法聚合则为3050。冷法聚合通常采用连续聚合工艺，热法聚合通常采用间歇聚合工艺。目前世界上生产厂家，如朗盛公司、美国LionCopolymer公司、日本瑞翁公司以及日本合成橡胶公司都采用低温乳聚法。产品类型包括固体丁腈橡胶（固体NBR）、氢化丁腈橡胶（HNBR）、粉末丁腈橡胶（PNBR）、羧基丁腈橡胶（XNBR）以及丁腈橡胶胶乳（NBR胶乳）等。目前世界各国丁腈橡胶生产工艺流程多采用冷法乳液聚合连续生产，其工艺过程与丁苯橡胶类似。主要包括原料配制、聚合、单体回收、胶乳贮存及掺混、胶乳凝聚、干燥及压块包装等工序。,生产时，先将一定比例的丁二烯、丙烯腈混合均匀，制成碳氢相。在乳化剂中加入氢氧化钠、焦磷酸钠、三乙醇胺、软水等制成水相，并配制引发剂等待用。将碳氢相和水相按一定比例混合后送入乳化槽，在搅拌下经充分乳化后送入聚合釜。在聚合釜内直接加入引发剂，进行聚合反应，反应热量由列管内液氨蒸发排出。温度控制在30或5时，转化率可维持在70%85%。而后分批加入调节剂，以调节橡胶的分子量。聚合反应进行至规定转化率时，加入终止剂终止反应，并将胶浆卸入中间贮槽。经过终止后的胶浆，送至脱气塔，经三级闪蒸脱除未反应的丁二烯，然后再借水蒸汽加热真空脱出游离的丙烯腈。丁二烯经压缩升压后循环使用，丙烯腈经回收处理后再使用。经脱气后的胶浆加入凝聚剂、防老剂及其它助剂后，过滤除去凝胶，用食盐水凝聚成颗粒胶，经水洗后挤压除去水分，再用干燥机干燥，然后包装即得成品橡胶。经干燥后的橡胶含水量应低于1%，成品丁腈橡胶一般每包重25千克。,生产工艺流程图,丁腈橡胶的生产工艺优缺点,冷法（低温）乳液聚合的丁腈橡胶在加工性能上优于高温乳液聚合的丁腈橡胶。冷法乳液聚合工艺优点：1、以水为分散介质，价廉安全；2、聚合体系粘度低，易传热，反应温度易控制；3、尤其适宜于直接使用乳胶的场合。工艺缺点：1、产品中留有乳化剂等，影响产品电性能等；2、要得到固体产品时，乳液需经过凝聚、洗涤、脱水、干燥等工序，成本较高。,生产车间,影响丁腈橡胶的因素,（1）引发剂通常NBR高温聚合采用过硫酸盐为引发剂，低温聚合采用有机过氧化物为引发剂。使用偶氮引发剂并配以铁盐，可缩短反应时间，提高生产能力。使用过氧异丙基环己基苯为引发剂，聚合1012h，转化率达到70%，凝聚时1%的氯化钙溶液用量减少到35kg/t，减轻了环境污染，产品性能优良。使用新型活性化合物2-芳基二氢茚酮作为还原剂，可使反应速度提高近l倍。（2）活化剂在水溶液过硫酸钾、二丁基萘磺酸盐和歧化松香皂聚合配方中，向乳化剂溶液加入（按单体计）0.005%0.15%（质最分数，下同）三乙醇胺活化剂，转化率可达80%82%，反应器生产能力由12.616.5kg（/m3h）提高到32.3kg（/m