《材料合成与工艺设计--顺丁橡胶的合成制备工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料合成与工艺设计--顺丁橡胶的合成制备工艺（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、材料合成工艺设计1材料合成工艺设计实验名称： 顺丁橡胶的合成制备工艺 学 院： 材料与化工学院 专业班级： 材料科学与工程（一）班_姓名： 侯 博_ _学 号： 20100413310012 材料合成工艺设计2目录1 引言 .21.1 顺丁橡胶产品概述 .21.2 顺丁橡胶生产工序方法 .21.2.1 合成工序 .21.2.2 合成方法 .21.3 国内顺丁橡胶生产技术差距 .31.4 顺丁橡胶发展方向 .31.5 生成物顺丁橡胶的物理化学性质及技术指标 .41.5.1 顺丁橡胶的结构 .41.5.2 顺丁橡胶的性能 .41.5.3 顺丁橡胶的用途 .52 合成原理及生产工艺 .52.1 合成
2、原理-聚合机理 .52.2 合成工艺（一） 镍系催化剂生产顺丁橡胶 .62.3 合成工艺（二） 充油法制备顺丁橡胶 .72.4 合成后期处理工段 .72.5 合成工艺图 .83 三釜物料衡算 .94 首釜物料衡算 .115 设备选择及计算 .136 热量衡算（首釜） .157 性能测试与分析 .167.1 填充不同油对性能的影响 .167.2 充油温度对充油胶性能的影响 .187.3 充油时间对充油胶性能的影响 .188 结论 .19参 考 文 献 .20顺丁橡胶的合成制备工艺材料合成工艺设计31 引言1.1 顺丁橡胶产品概述顺丁烯橡胶，由丁二烯聚合制 得的结构规整的合成橡胶。与天然橡胶和丁苯
3、橡胶相比，硫化后的顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性尚好，易与天然橡胶、氯丁橡胶或丁腈橡胶并用。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 3540） 、中顺式(90左右)和高顺式（9699）三类。高顺式顺丁橡胶分子间力小，分子量高，因而分子链柔性大,玻璃化温度低（Tg=-110） ，在常温无负荷时呈无定形态，承受外力时有很高的形变能力，是弹性和耐寒性最好的合成橡胶。且由于分子链比较规整，拉伸时可以获得结晶补强，加入炭黑又可获得显著的炭黑补强效果，是一种综合性能较好的通用橡胶。1.2 顺丁橡胶生产工序方法1.2.1 合成工序顺丁橡胶的
4、生产工序包括：催化剂、终止剂和防老剂的配制计量,丁二烯聚合,胶液凝聚和橡胶的脱水干燥。其聚合几乎都采用连续溶液聚合流程，聚合装置大都用 35 釜串联，单釜容积为 1250m。所用溶剂和所得产物随催化剂不同而异。1.2.2 合成方法 用丁基锂为催化剂生产顺丁橡胶,多以环己烷 (或己烷)作溶剂。这种聚合体系的催化活性高,工艺简单，反应容易控制；但所得顺丁橡胶的顺式 1，4含量低，分子量分布窄，不易加工，硫化后的顺丁橡胶的物理性能较差，一般只与聚苯乙烯树脂混炼作改性树脂。 用钛或钴催化体系生产顺丁橡胶，一般选用苯或甲苯作溶剂，制得顺丁橡胶的顺式 1，4 含量高，硫化胶的物理性能类似，不同的是钛系顺丁
5、橡胶的分子量分布窄、冷流倾向大，加工性能也不如钴系和镍系顺丁橡胶好。 用镍系催化剂生产顺丁橡胶，芳烃（如苯或甲苯）和脂肪烃（如环己烷、己烷、庚烷或加氢汽油）均可作为聚合溶剂，而且都得到高分子量、高顺式顺丁橡胶，以环烷酸镍-三异丁基铝-三氟化硼乙醚络合物作催化剂、以抽余油作材料合成工艺设计4溶剂生产顺丁橡胶的技术（我国生产橡胶的主要技术方法） ，中国自 1959 年开始研究，于 1971 年建成万吨级生产装置并投产。 尚有三种新型催化剂即：稀土催化剂（如环烷酸稀土一氯二乙基铝三异丁基铝） 、烯丙基氯化镍催化剂 如( -C3H5NiCl)2-四氯苯醌和卤化烯丙基铀催化剂均可制得高顺式(9699)
6、的顺丁橡胶，而且活性和所得硫化胶的物理性能也好，但由于开发较晚，至 80 年代中期尚未达到工业化生产的程度。1.3 国内顺丁橡胶生产技术差距 品种单一，品牌少，难以适应市场变化需求 生产成本高 生产技术差 质量上有差距因此，我们要采用新的技术改善我们的生产技术开 发 新 型 聚 合 釜 反 应 器 、 催 化 剂 陈 化 方 式 改 进 、 凝 聚 釜 采 用 热 泵 回 收 热能 。1.4 顺丁橡胶发展方向开发顺丁橡胶新品种和新牌号，以调整现有顺丁橡胶的产品结构，增加装置适应性。继续进行充油顺丁橡胶不同充油份数及不同门尼的产品，稀土顺丁橡胶产量很少、装置规模小产品牌号单一，难以适应多种用途、多种加工配方的需求，缺少低顺橡胶的技术开发和应用研究，并尽早将研究成果投入工业生产，实现在顺丁橡胶装置上的多品种生产。优化顺丁橡胶现有的催化体系和工艺条件，进一步降低物耗能耗，提高技术水平。催化剂陈化方式需改进，以提高总转化率，稳定活性。国内蒸汽与溶剂的消耗略高于国外，增加了产品成本，产品出口量小。需要提高生产自控水平，如在线门尼粘度检测水平低，导致产品门尼粘度波动较大，影响了用户使用。开发新型聚合反应器。目前顺丁橡胶采用，采用双螺带搅拌器
