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1、低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺1、丁苯橡胶简介31.1 丁苯橡胶生产方法41.2 丁苯橡胶产品性能41.3 丁苯橡胶用途41.4 丁苯橡胶包装与运输42、丁苯橡胶低温乳液聚合的合成方法52.1主要原料以及其性质52.2 合成方程式53、低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺63.1工业典型配方63.2条件确定63.3低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺过程74、丁苯橡胶的生产工艺流程图84.1流程图介绍95、生产中应该注意的问题106、丁苯橡胶的结构性能以及用途10、117、丁苯橡胶的市场前景及预测11、128、参考文献13丁苯橡胶简介丁苯橡胶（SBR）是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶之一。
2、 它是丁二烯与苯乙烯的无规共聚物。其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天 然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及 多种合成橡胶并用，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生 产等领域。乳聚丁苯橡胶是性质受其组成（丁二烯与苯乙烯的比例）、聚合温度及乳化剂种 类等影响。其一般性质通常是指以松香酸皂为乳化剂冷法（5 C ）聚合的，结合苯乙烯为 23.5% 的共聚物的性质。 SBR-1500 是通用污染型软丁苯橡胶的最典型品种。聚合时采 用松香酸和脂肪酸的混合酸皂为乳化剂，生胶的粘着性和加工性能均优。硫化胶的耐磨性能、 拉伸强度
3、、撕裂强度和耐老化性能较好。 SBR-1500 是通用非污染型软丁苯橡胶的最典型 品种，聚合时采用松香酸和脂肪酸的混合皂作为乳化剂，其性能与 SBR-1500 相当，有良 好的拉伸强度、耐磨耗和屈挠性能， SBR-1712 是一种填充高芳香烃油 37.5 份（ 100 份 纯胶）的软丁橡胶的污染性品种。它具有优良的粘着性、耐磨性和可加工性以及价格便宜等 优点。丁苯橡胶是产量最大的通用合成橡胶，有乳聚丁苯橡胶 、溶聚丁苯橡胶。丁苯生胶 是浅黄褐色弹性固体，密度随苯乙烯含量的增加而变大，耐油性差，但介电性能较好；生胶 抗拉强度只有20-35千克力/平方厘米，加入炭黑补强后，抗拉强度可达250-28
4、0千克力/平 方厘米；其黏合性、弹性和形变发热量均不如天然橡，但耐磨性、耐自然老化性、耐水性、 气密性等却优于天然橡胶，因此是一种综合性能较好的橡胶。丁苯橡胶是橡胶工业的骨干产 品，它是合成橡胶第一大品种，综合性能良好，价格低，在多数场合可代替天然橡胶使用， 主要用于轮胎工业，汽车部件、胶管、胶带、胶胶鞋、电线电缆以及其它橡胶制品。丁苯橡胶 Emulsion-polymerized styrene butadiene rubber （E-SBR） 生产方法 由 1， 3- 丁二烯与苯乙烯共聚而得的高聚物，其工业生产方法有乳液聚合法和溶液聚合法，其中主要 是采用乳液聚合生产的丁苯橡胶。主要产品有
5、：低温丁苯橡胶、高温丁苯橡胶、低温丁苯橡 胶炭黑母炼胶、低温充油丁苯 橡胶、高苯乙烯丁苯橡胶、液体丁苯橡胶等。采用溶液聚合 生产的丁苯橡胶有烷基锂引发、醇烯络合物引发、锡偶联、高反式等丁苯橡胶。产品性能 常温下为白色固体或透明无悬浮物液体，有微芳香味，是一种性能上更优于 工业直链烷基苯的洗涤剂产品原料。以其为原料衍生的表面活性剂产品，性能优良，生物降 解性能好，耐硬水，皮肤感觉柔和，脱脂力小，更适合低温洗涤，在低温仍有卓越的去污能 力。用途 SBR-1500 广泛用于以炭黑为补强剂和对颜色要求不高的产品，如轮胎胎面、翻胎 胎面、输送带、胶管、模制品和压出制品等。SBR-1502广泛用于颜色鲜艳
6、和浅色的橡胶制 品，如轮胎胎侧、透明胶鞋、胶布、医疗制品和其他一般彩色制品等。SBR-1712广泛用于 乘用车轮胎胎面胶，轮胎胎面胶、输送带、胶管和一般黑色橡胶制品等。包装与储运SBR-1500和SBR-1502，内包装为一层聚乙烯薄膜，外包装为聚丙烯涂膜 编织袋。每袋净重35kg0.5kg。应存放在干燥、通风、清洁和温度不高于室温的仓库中。 贮存时应避免污染、雨淋、水浸和太阳光直射。在运输过程中，不得曝晒在阳光下，不能混 入杂物；不得与易燃品、油污品等堆放在一起。运输车厢应保持清洁，避免包装破损和杂物 混入，敞车运输要盖防雨布。本产品保质期为两年丁苯橡胶低温乳液聚合的合成方法一、主要原料1、
7、 1,3-丁二烯1, 3-丁二烯的结构式为：CH2=CHCH=CH21， 3-丁二烯是最简单的共轭双烯烃。在常温、常压下为无色气体，有特殊气味，有 麻 醉性，特别刺激粘膜。容易液化，易溶于有机溶剂。相对分子质量为 54.09，相对密度 0.6211， 熔点一108.9C，沸点一4.5C。性质活泼，容易发生自聚反应，因此在贮存、运输过程中要 加入叔丁邻苯二酚阻聚剂。与空气混合形成爆炸性混合物，爆炸极限为2.16%11.47% (体 积)。是合成橡胶、合成树脂等的原料。 1， 3-丁二烯主要由丁烷、丁烯脱氢，或碳四馏分分 离而得。2、苯乙烯沸点145.2C冰点-30.628C闪点(闭杯)30C30
8、C 时 nD =1.5414 Tc=374.4CPc =3.947MPa 粘度=0.725(25C)蒸发潜热:84.69 cal/g(145C)苯乙烯是无色液体，沸点145C，难溶于水，能溶于甲醇、乙醇及乙醚等溶剂中。能自 聚生成聚苯乙烯（PS）树脂，也很容易与其它含双键的不饱和化合物共聚。聚合反应：二、低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺（1）典型配方（2）条件确定分散介质 一般以水为分散介质。要求必须采用去离子水，以保证 乳液的稳定和聚合产 物的质量。用量一般为单体量的60%300%，水 量多少体系的稳定性和传热都有影响， 水量少，乳液稳定性差，不利 于传热；尤其在低温下聚合这种影响更大，因此，低
9、温乳液聚 合生产 丁苯橡胶要求乳液的浓度低一些为好，一般控制单体与水的比值为 1：1.051：1.8（物质的量的比），而高温乳液聚合则为1：2.0 1：2.5。单体纯度丁二烯的纯度99%。对于由丁烷、丁烯氧化脱氢制得的 丁二烯中丁烯含 量力1.5%，硫化物:0.01%,羰基化合物0.006%；对 于石油裂解得到的丁二烯中炔烃的含量0.002%，以防止交联增加丁 苯橡胶的门尼粘度。阻聚剂低于 0.001%时对聚合 没有明显影响，当高 于0.01%时，要用浓度为10%15%的NaOH溶液于30C进行洗 涤除 去。苯乙烯的纯度99%，并且不含二乙烯基苯。聚合温度 与聚合采用的引发剂体系有关。低温乳液
10、聚合生产丁苯橡胶采用 氧化-还原引发体系，可以在5C或更低温度下（一10C一18C ）进行，同时， 链转移少，产物中 低聚物和支链少，反式结构可达 70%左右。低温乳液聚合所 得到的丁苯橡胶又称为冷丁苯 橡胶。如果采用 K2S2O8 为引发剂，反应温度为 50C，反应转化率为72%75%。低温下聚合的产物比高温下聚合的产物的性能 好。转化率与聚合时间为了防止高转化下发生的支化、交联反应，一般控制转化 率为 60%70%，多控制在 60%左右。未反应的单体回收循环使用。反应时间 控制在712h，反应过快会造成传热困难。（3）低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺过程用计量泵将规定数量的相对分子质节剂叔十烷
11、基硫醇与苯乙烯 在管路中混合溶解，再在管路中与处理好的丁二烯混合。然后与乳化剂 混合液（乳化剂、去离子水、脱氧剂等） 等在管路中混合后进入冷却 器，冷却至10C。在与活化剂溶液（还原剂、螯合剂等）混合，从第 一个釜的底部进入聚合系统，氧化剂直接从第一个釜的底部直接进入。 聚合系统由 812 台聚合釜组成，采用串联操作方式。当聚合当到规 定转化率后，在终止釜前加入终止剂 终止反应。聚合反应的终点主要 根据门尼粘度和单体转化率来控制，转化率是根据取样测定 固体含量 来计算，门尼粘度是根据产品指标要求实际取样测定来确定。虽然生产 中转化率控 制在 60%左右，但当所测定的门尼粘度达到规定指标要求，
12、而转化率未达到要求时，也就 加终止齐终止反应，以确保产物门尼合 格流程图介绍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2228C，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27C，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50C，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
13、环使用。塔底得到含胶 20%左右的胶乳，苯乙烯含量V0.1%。经减压脱出苯乙烯的塔底胶乳进入混合槽，在此与ifl人瓶社fl iflb 闖吿E肉孔腰川蔓厲和事甜律审忖EMn-Htir盃皐 堆彳越工曲IBM瞅熬漏耳冲段pl砂 歯住応 口战贰盒扎凰柑1己廉操作温度均为55C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4060C。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 550mm 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
14、度，最高为90C，出口处为70C。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V 0.1%。然后经称量、压块、检测金属后包装得成品丁苯橡胶。生产中注意的问题聚合釜的传热问题由于低温乳液聚合的温度要求在5C左右，因 此，对聚合釜的冷却 效率要求很高，工业生产中多采用在聚合釜内安 装垂直管式氨蒸发器的方法进行冷却。如图 所示。聚合釜搅拌器转速为105120r/min。单体回收中的问题 在闪蒸过程中，为防止胶乳液沸腾产生大量气 泡，需要加入硅油或 聚乙二醇等消泡剂，并采用卧式闪蒸槽以增大蒸 发
15、面积。在脱苯乙烯塔中容易产生凝集物而 造成堵塞筛板降低蒸馏效 率，因此要定期清洗粘附在器壁上聚合物。为了防止在回收系统产 生 爆聚物，而采用药剂处理或加入亚硝酸钠、碘、硝酸等抑制剂丁苯橡胶的结构、性能及用途1丁苯橡胶的结构大分子宏观结构包括：单体比例、平均相对分子质量及分布、分子 结构的线性或非线性，凝胶含量等，微观结构主要包括：丁二烯链段中 顺式-1， 4、反式-1，的比例，苯乙烯、丁二烯单元的分布等。其中乙 烯基含4 和 1，2-结构（乙烯基）量对性能影响较大，含量越低， 丁 苯橡胶的玻璃化温度越低。丁苯橡胶的玻璃化温度取决于苯乙烯均聚物的含量。苯乙烯和丁二 烯可以按需要的比例 从 100%的丁二烯（顺式、反式的玻璃化温度都是 100C ）到100%的聚苯乙烯（玻璃 化温度为90C）。玻璃化温度对 硫化胶的性质起重要作用。大部分乳液聚合丁苯橡胶含苯 乙烯为 23.5%，这种含量的丁苯橡胶具有较好的综合物理机械性能。非充油乳液聚合丁苯橡胶的数均相对分子质量约为 100000。低于 该值的丁苯橡胶在 贮存时易发生冷流现象；高于该值的加工困难。对 于充油丁苯橡胶的相对分子质量可相对高 一些。乳液聚合丁苯橡胶的相对分子质量分布比溶液聚合丁苯橡胶宽。前 者的相对分子质量分散系数为46,而溶液聚合丁苯橡胶的相对分子 质量分散系数为1.52.0。乳液聚合丁苯橡胶支化度较高,对加工有利。从凝
