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1、高分子化学课程设计（2010）乳液丁苯制备工艺设计,乳液丁苯制备工艺设计,要求,乳液丁苯胶制备工艺（设计过程及要求如前题）,通用型乳液丁苯 苯乙烯含量23.5%,Tg=-57-52,低温乳液丁苯橡胶的合成, 组分； 配方； 工艺条件,丁苯乳液聚合典型配方及反应条件,各组分作用及要求, 水,去离子软水; 水中钙、镁离子与乳化剂生成不溶于水的盐 用量超过两种单体的体积, 分子量调节剂,通过链转移反应调节丁苯胶分子量、分子量分布, 防止产生支化和凝胶. 叔-十二碳硫醇 常用的调节剂, 脱氧剂,消除带入聚合体系中氧的阻聚(或延迟)作用. 连二硫酸钠 除氧剂(保险粉) 冷法乳聚丁苯, 乳化剂,作用,聚合

2、前:分散乳化单体形成单体液滴,形成胶束 和增溶胶束,形成稳定的单体乳化液; 聚合后:吸附胶乳离子表面,稳定保护胶乳离子, 防止并合和减少终止几率,并有良好的稳定性,常采用的乳化剂: C12-C18的脂肪酸钾(或钠)皂; 岐化松香酸钾(或钠)皂; 以上两种物质的混合; 皂的烃基结构、链长、盐的碱金属种类、配比 聚合速度、乳胶粒大小,乳化剂用量CMC, 引发剂体系,氧化-还原引发体系-20低温引发,建立和选择有效的氧化-还原引发剂体系是关键核心,适宜的氧化剂+还原剂+助还原剂 氧化还原循环,工业上称作:活化剂,氧化剂 对孟烷过氧化氢,还原剂 硫酸亚铁盐,氧化-还原引发:,上述体系用于丁苯乳聚将产生

3、如下问题: 产生一个可供引发的RO*自由基,要消耗一个Fe2+; 要想提高反应速率或高转化率 加入很多亚铁盐,过多的铁离子残留在橡胶中 耐老化性能 色泽; 反应均匀性, 聚合时亚铁盐一次投入 反应速度过快 无法控制 Fe2+过早耗尽 聚合早停止 转化率低, 加入亚铁盐过多 Fe2+的氧化,使产生的RO*重新消失,导致反应速度降低,分子量增大,分子量分布变宽., 电解质,作用, 降低CMC浓度;, 减小乳胶粒表面张力, 降低胶乳黏度，提高胶乳流动性,常用的电解质,强酸与强碱形成的盐; 弱酸和弱碱形成的盐,电离常数大、价廉 如KCl,除电解质作用外,还对胶乳pH值有 缓冲作用,有利于胶乳后处理过程

4、 (回收单体)中的稳定性, 终止剂,当转化率达到一定程度,加入终止剂,作用, 破坏尚未反应引发剂; 消除存在的自由基,防止产生低分子量、支化、交联,苯乙烯/丁二烯自由基共聚合:,Bs 受温度影响不大,进料浓度B/S=70:30 丁二烯单元为主(75%) 苯乙烯无规分布,丁苯橡胶,转化率的控制,一般转化率控制在75%以下(典型的生产工艺指标60%左右),避免长序列苯乙烯嵌段形成,(3) 聚合工艺,共聚合,主要控制条件,聚合温度5; 压力4102-5102 kPa;聚合转化率60%; 8-12聚合釜串联,(4) 主要影响因素和控制 单体纯度 丁二烯/苯乙烯纯度各要求99%和99.6% 共聚单体的配比 丁二烯(M1)/苯乙烯(M2)5自由基乳液聚合 r1 = 1.38; r2 = 0.64 丁二烯活性 苯乙烯,共聚物组成随转化率提高而不断改变 设法控制,丁苯橡胶性能表明,苯乙烯含量在23.5%具有最佳综合性能,工艺条件,共聚进料丁二烯/苯乙烯=72/2870/30; 单体转化率为60%以前 苯乙烯含量不受转化率影响(含量23%左右), 聚合终点的确定与控制 共聚物组成及门尼黏度 聚合反应终点 例如,转化率未达到60%,门尼值已达到,必须停止聚合,实际生产中:,协调分子量调节剂及