丁腈橡胶的生产工艺.ppt

1、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Buna N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,CH2CHCH CH2 + 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、。,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

3、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

4、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Lion Copolymer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、

5、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。

6、 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

7、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35 kg/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（