氯丁橡膠生產(chǎn)工藝參考幻燈片

1、氯丁橡膠乳液聚合,12級高分子李蕙蘭,1. 概述,1. 概述,氯丁橡膠具有如下的結(jié)構(gòu)和組成：,1. 概述,由杜邦公司的華萊士卡羅瑟斯于1930年4月17日首先制得，并于1937年正式推向市場，使氯丁橡膠成為第一個實行工業(yè)化生產(chǎn)的合成橡膠品種。,進入60年代，各國陸續(xù)發(fā)展了自己的氯丁橡膠,之后30年，氯丁橡膠的供應(yīng)基本上被杜邦公司所壟斷,2.氯丁橡膠的生產(chǎn)工藝,一、主要原料,氯丁二烯,工業(yè)制取方法有乙炔法、丁二烯法、丁烷氯化脫氫法等。,2.氯丁橡膠的生產(chǎn)工藝,1 聚合機理與生產(chǎn)方法,2.氯丁橡膠的生產(chǎn)工藝,二、聚合反應(yīng)的影響因素,1.乳化劑的影響 在乳液聚合中乳化劑雖然不直接參加反應(yīng)，但它是最重

2、要的組分之一。乳化劑的種類和濃度直接影響引發(fā)速率及鏈增長速率，同時也會影響決定CR性能的分子量及分子量分布，以及影響與乳液有關(guān)的乳膠粒子濃度，乳膠粒子的大小及分布等。乳化劑的選擇不僅影響乳液系統(tǒng)的穩(wěn)定及生產(chǎn)過程的正常運行，而且也關(guān)系到CR的貯存，應(yīng)用和成本。在氯丁二烯乳液聚合中，通常采用松香酸皂，二萘苯基磺酸鈉及脂肪酸皂為主乳化劑。,2.氯丁橡膠的生產(chǎn)工藝,二、聚合反應(yīng)的影響因素,2.引發(fā)劑的影響 引發(fā)劑是乳液聚合配方中最重要的組成部分之一。引發(fā)劑的種類和用量會直接地影響產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，并影響聚合反應(yīng)速率。氯丁二烯在40乳液聚合時，過硫酸鹽為引發(fā)劑。,2.氯丁橡膠的生產(chǎn)工藝,二、聚合反應(yīng)的影

3、響因素,3.調(diào)節(jié)劑的影響 聚氯丁二烯的分子量調(diào)節(jié)有兩種方法，即非硫調(diào)節(jié)和硫調(diào)節(jié)。 （1）非硫調(diào)節(jié) 常用的鏈轉(zhuǎn)移調(diào)節(jié)劑有正十二硫醇，二硫化二異丙基黃原酸酯，碘仿等。 （2）硫調(diào)節(jié) 常用的有二硫化四乙基秋蘭姆或烷基硫代氨基甲酸酯。 特點 硫調(diào)節(jié)型的生膠貯存穩(wěn)定性差，但硫化膠的強力及相對伸長率均高于非硫調(diào)節(jié)型氯丁橡膠。,2.氯丁橡膠的生產(chǎn)工藝,二、聚合反應(yīng)的影響因素,4.聚合溫度的影響 聚合溫度對氯丁二烯的聚合過程控制、聚合物微觀結(jié)構(gòu)和聚合物性能有重要影響。,2.氯丁橡膠的生產(chǎn)工藝,乙炔法,以乙炔為原料，將乙炔氣體通過由氯化亞銅和氯化銨的鹽酸水溶液組成的催化劑合成乙烯基乙炔,2.氯丁橡膠的生產(chǎn)工藝,

4、乙炔法,與氯化氫反應(yīng)生產(chǎn)氯丁二烯單體,2.氯丁橡膠的生產(chǎn)工藝,丁二烯法,氯化,1.在丁二烯過量，溫度為260300條件下，在豎式或臥式不銹鋼反應(yīng)器中進行的,丁二烯與氯反應(yīng)生成氯丁二烯，有兩種異構(gòu)體。,2.氯丁橡膠的生產(chǎn)工藝,丁二烯法,異構(gòu)化,2.氯化生成的1,4-氯丁二烯異構(gòu)成1,2-氯丁二烯,其反應(yīng)是在銅鹽催化劑中進行的。,2.氯丁橡膠的生產(chǎn)工藝,丁二烯法,脫氯化氫,3.1,2-氯丁二烯與10NaOH水溶液，在8090下進行液相脫氯化氫反應(yīng)，生成2-氯-1,3丁二烯,2.氯丁橡膠的生產(chǎn)工藝,氯丁橡膠的常用配方,氯丁二烯 100份 松香皂（或烷基磺酸鈉鹽） 35份 調(diào)節(jié)劑（硫或硫醇） 0.50

5、.7份 氫氧化鈉 0.60.8份 軟化水 150份 引發(fā)劑（過硫酸鉀） 0.21.0份 分散劑 0.70.9份 操作條件：聚合溫度4042，聚合時間22.5h，聚合轉(zhuǎn)化率89%90%，膠乳相對密度1.068。,2.氯丁橡膠的生產(chǎn)工藝,2.氯丁橡膠的生產(chǎn)工藝,2.氯丁橡膠的生產(chǎn)工藝,配制將精制后的氯丁二烯經(jīng)干燥、冷卻后，計量送入油相配制釜，按配方加入硫黃，待溶解后再加入松香，配制在油相。用軟化水、氫氧化鈉、分散劑配制成水相，同時配制引發(fā)劑溶液及終止劑溶液。,聚合將油相和水相在乳化釜內(nèi)混合乳化后，送入聚合釜，加入引發(fā)劑溶液，于40左右進行聚合22.5h。,2.氯丁橡膠的生產(chǎn)工藝,終止與斷鏈當膠乳相

6、對密度達1.068時，向膠乳中加終止劑（內(nèi)含終止劑與防老劑）終止聚合反應(yīng)，然后將膠乳放入斷鏈槽內(nèi)，在堿性介質(zhì)中斷鏈，終點通過塑性控制。,凝聚與干燥將膠乳送入凝聚槽，與氯化鈉、氯化鈣組成的凝聚劑作用，使橡膠呈小顆粒析出。然后再經(jīng)洗滌、擠壓脫水、干燥、剪割后包裝為成品。,3.氯丁橡膠的性能和用途,強度拉伸強度與天然橡膠相似。 耐老化性能具有優(yōu)良的耐老化性能。 耐燃燒性耐燃燒性是橡膠中最好的。 耐油、耐溶劑性能耐油性僅次于丁腈橡膠。 電性能電絕緣性不好。 耐水性、透氣性氯丁橡膠的耐水性比其它合成橡膠好， 氣密性僅次于丁基橡膠。 結(jié)晶性結(jié)晶性較大。 相對密度相對密度大。,氯丁橡膠的性能,1. 概述,3

7、.氯丁橡膠的性能和用途,氯丁橡膠是由天然橡膠或合成橡膠經(jīng)氯化改性后得到的橡膠衍生產(chǎn)品，在橡膠領(lǐng)域中，是第一個工業(yè)化的橡膠衍生物。CR122型氯丁橡膠：傳動帶、運輸帶、電線電纜、耐油膠板、耐油膠管、密封材料等橡膠制品。CR232型氯丁橡膠：電纜護套、耐油膠管、橡膠密封件、粘合劑等。CR2441 2442型氯丁橡膠：粘合劑生產(chǎn)的原料，用于金屬、木材、橡膠、皮革等材料的粘接。CR321 322型氯丁橡膠：電纜、膠板、普通和耐油膠管、耐油膠靴、導(dǎo)風筒、雨布、帳篷布、傳送帶、輸送帶、橡膠密封件、農(nóng)用膠囊氣墊、救生艇等。氯丁橡膠主要用于制作汽車零件、機械和工業(yè)制品及粘結(jié)劑，在建筑、涂布織物、電線電纜方面有少量應(yīng)用。還可用作改性丙烯酸酯快結(jié)構(gòu)膠黏劑(SGA)的增韌劑。,1. 概述,3.氯丁橡膠的性能和用途,氯丁橡膠由于其分子中含有氯的關(guān)系，所以實際上廣泛采用金屬氧化物作為酸接受體的配方系。氯丁橡膠的配合體系和其它二烯類橡膠比較，不同點如下： （1）不能采用硫磺化體系。即使采用硫磺，也僅起輔助的作用； （2）需要使用金屬氧化物。雖然氧化鋅也用于其它橡膠，但