化学工艺学小组作业 橡胶生产工艺

橡胶

生产工艺11033323周明光橡胶含义

橡胶是一种高分子弹性体，在外力作用下能发生较大的形变，当外力解除后，又能迅速恢复其原来形状。橡胶Rubber橡胶的类型天然橡胶天然橡胶树、虫胶、琥珀等合成橡胶由单体合成或天然高聚物改性获得按来源分类天然橡胶天然橡胶是从天然植物中采集出来的一种高弹性材料，经采集、凝聚、洗涤、干燥等过程即得。

制造各种轮胎以及工业橡胶制品，如胶管、胶带和工业用橡胶杂品；日常生活用品如胶鞋、雨衣以及医疗卫生用品等。

合成橡胶通用合成橡胶丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁基橡胶等特种合成橡胶丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶等合成橡胶分类人们常用的合成橡胶有丁苯橡胶，顺丁橡胶和氯丁橡胶等。合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。合成橡胶的生产过程丁苯橡胶SBR丁苯橡胶：由1，3-丁二烯与苯乙烯共聚而得的高聚物，简称SBR，是一种产量和消耗量最大的通用橡胶。丁苯橡胶Emulsion-polymerizedstyrenebutadienerubber（E-SBR）：白色疏松柱状固体工业生产方法溶液聚合乳液聚合丁苯橡胶烷基锂溶液聚丁苯橡胶醇烯溶液聚丁苯橡胶高反式聚1，4-丁苯橡胶锡偶联溶液聚高温丁苯橡胶低温丁苯橡胶黑母橡胶低温丁苯橡胶炭低温充油丁苯橡胶胶炭黑母橡胶低温充油丁苯橡高苯乙烯丁苯橡胶液体丁苯橡胶羧基丁苯橡胶广泛应用溶液聚合（solutionpolymerization）：将单体和引发剂溶于适当溶剂中，在溶液状态下进行的聚合反应，溶液聚合是高分子合成过程中一种重要的合成方法。乳液聚合(emulsionpolymerization)：是高分子合成过程中常用的一种合成方法，因为它以水作溶剂，对环境十分有利。在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌，使单体在水中分散成乳状液，由引发剂引发而进行的聚合反应。低温丁苯橡胶的乳液聚合

一、主要原料1,3-丁二烯

CH2＝CH－CH＝CH21最简单的共轭双烯烃。在常温、常压下为无色气体，性质活泼，容易发生自聚反应，在贮存、运输过程中要加入叔丁邻苯二酚阻聚剂。苯乙烯

CH2＝CH－2无色或微黄色易燃液体，化学性质非常活泼，能进行均聚合，也能与其他单体如丁二烯、丙烯腈等发生共聚合反应。

二、生产原理与工艺聚合原理------自由基共聚合(radicalcopolymerization)1生产工艺-----典型配方2原料及辅助材料配方I配方II单体丁二烯7072苯乙烯3028相对分子质量调节剂叔十烷基硫醇0.200.16介质水200195乳化剂歧化松香酸钢4.54.62烷基芳基磺酸钠0.15－引发剂体系过氧化物过氧化氢对孟烷0.080.06-0.12活化剂还原剂硫酸亚铁0.050.01雕白粉0.150.04-0.10螯合剂E

D

T

A0.0350.01-0.025缓冲剂磷酸钠0.080.24-0.45反应条件聚合温度55转化率，%6060聚合时间，h7-127-10自由基共聚合以自由基链式聚合机理进行的共聚合反应。生产工艺-----聚合条件3单体纯度：＞99%引发剂：氧化-还原引发体系乳化剂：脂肪酸皂或歧化松香酸皂分子量调节剂：十二烷基硫醇聚合温度:5℃或更低防老剂：对苯二酚橡胶油：液态烃（芳烃、环烷烃）转化率：60%～70%，聚合时间：控制在7～12h十二烷基硫醇（dodecylmercaptan）有正十二碳硫醇和叔十二碳硫醇之分，简称NDM(或TDM)，分子量202.40。无色或灰黄色黏性液体，有特殊臭味，相对密度0.8450。沸点165~166~C(5.2kPa)。凝固点一7℃。工业品常是几种同分异构体的混合物，馏程200~235℃。折射率1.45～1.47。闪点87~C。溶于乙醇、丙酮、甲苯、溶剂汽油、醋酸乙酯等有机溶剂，不溶于水。工艺流程----原料准备、聚合过程、单体回收、分离、后处理等。4

从终止釜流出的终止后的胶液进入缓冲罐。然后经过两个不同真空度的闪蒸器回收未反应的丁二烯。第一个闪蒸器的操作条件是22～28℃，压力0.04MPa，在第一个闪蒸器中蒸出大部分丁二烯；再在第二个闪蒸器中（温度

27℃，压力

0.03MPa）蒸出残存的丁二烯。回收的丁二烯经压缩液化，再冷凝除去惰性气体后循环使用。脱除丁二烯的乳胶进入苯乙烯汽提塔（高约10m，内有十余块塔盘）上部，塔底用0.1MPa

的蒸汽直接加热，塔顶压力为12.9kPa，塔顶温度50℃，苯乙烯与水蒸汽由塔顶出来，经冷凝后，水和苯乙烯分开，苯乙烯循环使用。塔底得到含胶20%左右的胶乳，苯乙烯含量＜0.1%。经减压脱出苯乙烯的塔底胶乳进入混合槽，在此与规定数量的防老剂乳液进行混合，必要时加入充油乳液，经搅拌混合均匀后，送入后处理工段。混合好的乳胶用泵送到絮凝器槽中，加入24%～26%食盐水进行破乳而形成浆状物，然后与浓度0.5%的稀硫酸混合后连续流入胶粒化槽，在剧烈搅拌下生成胶粒，溢流到转化槽以完成乳化剂转化为游离酸的过程，操作温度均为55℃左右。从转化槽中溢流出来的胶粒和清浆液经振动筛进行过滤分离后，湿胶粒进入洗涤槽用清浆液和清水洗涤，操作温度为40～60℃。洗涤后的胶粒再经真空旋转过滤器脱除一部分水分，使胶粒含水低于20%，然后进入湿粉碎机粉碎成5～50mm

的胶粒，用空气输送器送到干燥箱中进行干燥。干燥箱为双层履带式，分为若干干燥室分别控制加热温度，最高为90℃，出口处为70℃。履带为多孔的不锈钢板制成，为防止胶粒粘结，可以在进料端喷淋硅油溶液，胶粒在上层履带的终端被刮刀刮下落入第二层履带继续通过干燥室干燥。干燥至含水＜0.1%。然后经称量、压块、检测金属后包装得成品丁苯橡胶流程说明5聚合系统：8～12台聚合釜串联反应终点：根据门尼粘度和单体转化率来控制

转化率：根据取样测定固体含量来计算。门尼粘度：根据产品指标要求实际取样测定来确定搅拌形式：框式传热：在聚合釜内安装垂直管式氨蒸发器干燥：双层履带式氨气液氨聚合釜TRCA蓄集器管道单体回收注意问题6产生泡沫加入硅油或聚乙二醇等消泡剂产生凝集物

定期清洗粘附在器壁上聚合物；设置两个脱苯乙烯塔切换使用产生爆聚物采用药剂处理或加入亚硝酸钠、碘、硝酸等抑制剂三、丁苯橡胶的结构、性能及用途丁苯橡胶的结构典型丁苯橡胶的结构特征丁苯橡胶类型宏观结构微观结构支化凝胶MnHIPS，%顺式反式乙烯基低温乳液聚合丁苯橡胶高温乳液聚合丁苯橡胶中等大量少量多1000001000004-67.523.523.49.516.65546.31213.7是一种不饱和烯烃高聚物，其玻璃化温度取决于苯乙烯均聚物的含量。丁苯橡胶的性能优点胶料不易