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合成橡胶总结.doc


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合成橡胶总结.doc合成橡胶总结
橡胶合成简介
合成简介
合成橡胶:在一定温度范围内具有高度的弹性,可用来替代天然橡胶的一类聚合物通称为合成橡胶。
合成生产工艺特点:
合成橡胶最常用的聚合实施方法是乳液聚合,其次,溶液聚合(包括淤浆聚合),本体聚合基本不用。
工艺包括:
;;;;;(洗胶、脱水、干燥);。
单体、介质
准备
聚合
催化剂
准备
橡胶
分离
单体
回收
溶剂
回收
洗胶
干燥
脱水
成型包装
合成橡胶工艺流程
顺丁橡胶(BR)
由丁二烯聚合制得结构规整的合成橡胶。
顺丁橡胶生产工艺——溶液聚合
催化剂
催化剂类型:钛系催化剂、钴系催化剂、镍系催化剂、稀土催化剂。
钛系催化剂
TiCl4—AlR3、TiCl4—AlR3—I (R是乙基或异丁基),优点是产品的凝胶含量低,充油和碳黑量高。但是催化剂的价格高,不可溶,产品的分子量分布窄,不利于加工冷流倾向大。
钴系催化剂
是由主催化剂二价钴化合物(***化物、氧化物、有机酸盐和吡啶络合物)和助催化剂(AlR2Cl、AlCl3、Al2Et3Cl3等)组成。为提高催化剂的活性可加入第三组分,水、有机过氧化物、卤素、醇等。优点:由于可溶,催化剂可形成均相引发体系,活性大为提高可加入给电子体提高溶解性,但不能多加,否则形成反式-1,4-聚丁二烯,配置催化剂时,加入二烯烃易形成π络合物,可提高催化剂的稳定性。缺点是分子量大,易产生凝胶,产品加工性能不好,因聚合物的规整性高,影响聚合物的结晶想、倾向,降低橡胶弹性。
镍系催化剂
镍系催化剂属于均相催化剂
有机镍(环烷酸镍、辛酸镍、硬脂酸镍、苯甲酸镍等)
该组分是组成催化剂的核心,主要起定向作用,具有高顺式能力,环烷酸镍较为常用。
三***化硼***络合物
与烷基铝共同提供催化剂活性和提高聚合物分子量,能提高收率,凝胶含量降低。
烷基铝
作为助催化剂,用于还原镍,且有清除杂质的作用。
在镍系催化剂中,在环烷酸镍和烷基铝反应前,可加入少量丁二烯,以提高催化剂的稳定性及聚合物的分子量。
镍系催化剂特点:顺式含量高,可达96%,催化剂活性高,性能稳定,用量少,单程转化率高,聚合速率易控制,提高单体浓度对聚合物无不利影响,可节省溶剂回收费用,定向能力高,生成聚合物凝胶含量少,支链少,分子量分布宽,在加工上比钛系和钴系优越。
稀土催化剂
由三部分组成,稀土卤化物,羧酸盐或螯合物,烷基卤化铝。特点:分子量分布宽,挂胶少,冷流性较小,可得顺式含量大于97%的顺丁橡胶。
影响聚合的主要因素
改变催化剂的配比及用量
可以适当调节聚合物的聚合速率和分子量。
催化剂的陈化方式及条件
陈化方式
分为二元陈化和三元陈化
陈化条件
分为陈化时间和陈化温度。其中陈化温度对产品的质量起控制门尼粘度的作用。催化剂通过陈化反应生成配位络合物,陈化温度高,副反应增加,活性下降,活性中心也减少,因此聚合速率降低,分子量增大,凝胶含量增多,一般采用低温下陈化,一般在-5~40℃。
单体浓度
单体浓度低,对应的溶剂量增大,导致设备的利用率降低,而且增大溶剂回收的负荷,浓度过高会导致聚合速率过快,转化率增大,体系粘度显著上升,给搅拌和散热以及输送带来困难。
聚合温度
温度升高,催化剂诱导期缩短,反应速率常数增大,聚合速率加快,同时也加快了活性中心的再生,使得分子量降低。可以适当提高聚合温度以降低催化剂的用量。在生产中,由于随聚合反应的进行,单体浓度逐渐降低,可以通过提高后釜的温度来提高转化率。
聚合时间
在聚合反应转化率达到一定值后,随时间的进行,单体的转化率增加就变得缓慢,单体浓度降低生成的聚合物分子量变低,导致分子量分布变宽,影响橡胶的性能,因此生产中一般都是当转化率到达一定值时终止反应。
调节剂
一般可以加入醇类物质,通过消耗一定的活性中心,提高聚合物的分子量。
溶剂
要求溶剂的溶解度参数要与聚合物的接近。
杂质
会影响聚合物的聚合速率、分子量、聚合物结构。所以单体、溶剂、惰性气体、反应设备都必须纯化。
顺丁橡胶的生产工艺过程
经精制的单体和溶剂以一定比例与催化剂混合后连续加至3~4个串联的带夹套压力釜内(聚合前须脱氧、脱水处理),依次釜底进料,釜顶出料,于50~80℃,,反应3~4h,得到胶液浓度10~15%的聚合物溶液,在终止釜内加入终止剂和防老剂送入混合槽混批,经混批后的胶液喷入由蒸汽加热的热水中,蒸去溶剂和单体同时,橡胶溶液凝聚成小颗粒,经凝聚除去溶剂后的橡胶粒淤浆,送至后处理。经过滤除水的

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  • 时间2021-07-26