第五章 顺丁橡胶生产

1、顺丁橡胶生产顺丁橡胶生产第五章第五章目录目录简介分子式： (C4H6)n 结构式： CH2-CH=CH-CH2 简介结构与特点平均分子量低，分布较窄；结构规整，无侧基碳链橡胶，可结晶；非极性橡胶，分子间作用力小；每个链节存在一个双键，为不饱和橡胶，因双键一端无侧甲基的推电子作用，因此双键的活性较NR的稍低。结构特点简介分类及性能分类根据顺式1，4含量的不同，顺丁橡胶又可分为低顺式（顺式1，4含量为35%40%）、中顺式(90%左右)和高顺式（96%99%）三类。其中顺势越多，柔性越大。 缺点缺点拉伸强度低抗湿滑性差撕裂强度低冷流性大优点弹性高低温性能好耐磨性优异耐曲挠性良好简介简史中顺式顺丁橡

2、胶低顺式顺丁橡胶高顺式顺丁橡胶19551956 19631965 美国费尔斯通轮胎和橡胶公司开发 催化剂为丁基锂首先由美国菲利浦石油公司开发催化剂是四碘化钛-三烷基铝 催化剂由意大利蒙特卡蒂尼公司开发并投产钴系和镍系催化剂 日本合成橡胶公司采用桥石轮胎公司的技术工业化镍系催化剂现在，有中国、美国、日本、英国、法国、意大利、加拿大、苏联、联邦德国等15个国家生产顺丁橡胶，近20个品种。总产量仅次于丁苯橡胶，在合成橡胶中居第二位。简介应用目前，我国顺丁橡胶主要用于轮胎、制鞋、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)改性等方面，其消费结构为：2008年我国顺丁橡胶消费结构简介应用运动鞋运动鞋元件元件轮胎轮胎胶带胶

3、带目录 乙醇苯、甲苯、甲苯-庚烷、溶剂油（简称C6油或抽余油）等1，3-丁二烯单体溶剂引发剂终止剂镍系、钛系、钴系、锂系、稀土钕系等。防老剂 2.6-二叔丁基对甲苯酚，简称2.6.4 造成聚合体系的粘度不同，影响传热、搅拌、回收、生产能力等引发剂类型的选择与配制是顺丁橡胶生产的关键，它决定工艺过程、聚合速度、聚合物的微观结构和橡胶的性能等。合成原料目录合成工艺 生产工序及设备聚合机理聚合机理 根据产物结构产物结构要求,对比了自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、配位聚合等反应机理, 选择配位聚合机理配位聚合机理，属于连锁聚合连锁聚合反应反应，遵循配位阴离子的链引发、链增长、链终止及链转移等基元反

4、应机理。如以A代表催化剂，M代表单体丁二烯。 链引发： 链增长： 链终止 一般终止： 转移终止：A + M A M*A + M* + nM (A)n M*A(M)n M* (M) n+1 + A*A(M)n M* + B (M) n+1 + A_B* 合成工艺 生产工序及设备聚合方法溶液聚合溶液聚合优点 聚合热易扩散,聚合反应温度易控制 可以溶液方式直接成品 反应后物料易输送;低分子物易除去 能消除自动加速现象 水溶液聚合是用水作溶剂，对环境保护十分有利溶液聚合缺点 在溶液聚合制备顺丁橡胶过程中，从胶浆中脱除溶剂及其回收精制耗费大量能量 ，这是溶液聚合的最大弱点。聚合方法连续操作间接操作在反应

5、前全部物料一次投入，因是完全混合型，所以釜内各点的物料组成，温度相同，但反映浓度随反应时间而降低，而产物浓度则随时间而增大，这是一种不稳态操作。连续进料和连续出料，釜内各处的组成和温度均匀，不随时间而变化，是稳态操作，且出口组成和釜内组成相同。综合以上得出：主要生产方式为连续操作合成工艺 生产工序及设备聚合条件溶剂的选择体系粘度输送来源等对苯、甲苯、甲苯-庚烷、溶剂油等，进行综合比较。甲苯的溶解能力最好，但搅拌不利。 故生产中选择：溶剂油为溶剂。优点 成本低，来源丰富，毒性小，易分离回收。缺点溶解性能不好，容易产生挂胶。溶剂油为溶剂优点：组成简单活性高用量少易控制缺点：加工性能差优点：产物为线

6、性结构，Rp快缺点相对分子质量分布窄，加工性能不好优点：支化度高顺式含量高相对分子质量分布较宽易于加工主引发剂：环烷酸镍助引发剂：三异丁基铝第三组分：三氟化硼乙醚络合物优点：可提高单体浓度和聚合温度国内多采用Li系Ti系Co系Ni系系引发剂引发剂聚合条件引发剂的选择单体浓度门尼粘度是生产控制的主要指标，一般控制在（4550）5左右。引发剂的陈化方式三元陈化（Ni、B、Al分别配制成溶液，再按一定次序加入）双二元陈化（将Al分成一半，分别与Ni、Al组分混合陈化）稀硼单加（将Ni、Al混合陈化，B配制成溶液后直接加入聚合釜）应用最多一种方式聚合温度控制采用传热面积大的聚合釜（高径比大），除夹套外

7、可安装内冷管。生产中在釜顶充冷油来带走反应热。聚合条件其他聚合条件合成工艺生产工序及设备顺丁橡胶的生产工艺流程顺丁橡胶的生产设备油水分离罐缓冲罐洗胶罐凝集釜单体和水蒸气溶剂和少量单体胶粒与循环热水颗粒凝集釜凝集釜是顺丁橡胶生产的主要设备是顺丁橡胶生产的主要设备经1号振动筛顺丁橡胶的生产设备2号振动筛挤压机膨胀干燥机洗胶罐40-60热水洗涤胶粒含水量40%-60%含水量8%-15%切成细条形水平红外干燥箱含水量0.75%以下除去大部分水分顺丁橡胶生产主要生产流程干燥包装聚合闪蒸凝聚丁二烯催化剂络合剂溶剂顺丁橡胶水洗压块终止剂防老剂产品标准灰分 ：0.1%顺式-1,4-含量97.5%门尼粘度值 ：

8、 45硫化胶拉伸强度 ：18.5MPa伸长率 ：500%凝胶 ：1%300%模数 ：9MPa目录系统抗干扰能力低反应温度控制偏低首釜能力低聚合釜挂胶较为严重 存在问题 对策引起挂胶原因改进措施改进聚合釜材质聚合釜采用不锈钢或复合钢加抛光以及搅拌抛光 反应波动频繁 催化剂用量大 单体浓度高（1）改进聚合釜材质，减轻釜壁挂 反应温度高系统抗干扰能力低反应温度控制偏低首釜能力低聚合釜挂胶较为严重 存在问题系统抗干扰能力增强加快引发反应，增强初期反应，加速升高反应物料的温度，有利于强化首釜反应适度调低单体浓度，避免了高丁浓引起的中间釜温度和压力的骤升，减少了系统充冷油，使聚合反应更加平稳，有利于提高最终转化率。提高单体浓度增加催化剂用量（2）优化工艺，强化首釜反