合成橡膠總結(jié)

橡膠合成簡(jiǎn)介合成簡(jiǎn)介合成橡膠：在一定溫度范圍內(nèi)具有高度的彈性，可用來替代天然橡膠的一類聚合物通稱為合成橡膠。合成生產(chǎn)工藝特點(diǎn)：合成橡膠最常用的聚合實(shí)施方法是乳液聚合，其次，溶液聚合（包括淤漿聚合），本體聚合基本不用。工藝包括：a.單體準(zhǔn)備與精制；b.反應(yīng)介質(zhì)和輔助劑等的準(zhǔn)備；c.聚合；d.單體和溶劑的回收；e.橡膠的分離；f.橡膠后處理（洗膠、脫水、干燥）；g.成型和包裝。單體、介質(zhì)單體、介質(zhì)準(zhǔn)備聚合催化劑準(zhǔn)備橡膠分離單體回收溶劑回收洗膠干燥脫水成型包裝合成橡膠工藝流程順丁橡膠（BR）由丁二烯聚合制得結(jié)構(gòu)規(guī)整的合成橡膠。順丁橡膠生產(chǎn)工藝——溶液聚合催化劑催化劑類型：鈦系催化劑、鈷系催化劑、鎳系催化劑、稀土催化劑。鈦系催化劑TiCl4—AlR3、TiCl4—AlR3—I(R是乙基或異丁基)，優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品的凝膠含量低，充油和碳黑量高。但是催化劑的價(jià)格高，不可溶，產(chǎn)品的分子量分布窄，不利于加工冷流傾向大。鈷系催化劑是由主催化劑二價(jià)鈷化合物（氯化物、氧化物、有機(jī)酸鹽和吡啶絡(luò)合物）和助催化劑（AlR2Cl、AlCl3、Al2Et3Cl3等）組成。為提高催化劑的活性可加入第三組分，水、有機(jī)過氧化物、鹵素、醇等。優(yōu)點(diǎn)：由于可溶，催化劑可形成均相引發(fā)體系，活性大為提高可加入給電子體提高溶解性，但不能多加，否則形成反式-1,4-聚丁二烯，配置催化劑時(shí)，加入二烯烴易形成π絡(luò)合物，可提高催化劑的穩(wěn)定性。缺點(diǎn)是分子量大，易產(chǎn)生凝膠，產(chǎn)品加工性能不好，因聚合物的規(guī)整性高，影響聚合物的結(jié)晶想、傾向，降低橡膠彈性。鎳系催化劑鎳系催化劑屬于均相催化劑有機(jī)鎳（環(huán)烷酸鎳、辛酸鎳、硬脂酸鎳、苯甲酸鎳等）該組分是組成催化劑的核心，主要起定向作用，具有高順式能力，環(huán)烷酸鎳較為常用。三氟化硼乙醚絡(luò)合物與烷基鋁共同提供催化劑活性和提高聚合物分子量，能提高收率，凝膠含量降低。烷基鋁作為助催化劑，用于還原鎳，且有清除雜質(zhì)的作用。在鎳系催化劑中，在環(huán)烷酸鎳和烷基鋁反應(yīng)前，可加入少量丁二烯，以提高催化劑的穩(wěn)定性及聚合物的分子量。鎳系催化劑特點(diǎn)：順式含量高，可達(dá)96%，催化劑活性高，性能穩(wěn)定，用量少，單程轉(zhuǎn)化率高，聚合速率易控制，提高單體濃度對(duì)聚合物無不利影響，可節(jié)省溶劑回收費(fèi)用，定向能力高，生成聚合物凝膠含量少，支鏈少，分子量分布寬，在加工上比鈦系和鈷系優(yōu)越。稀土催化劑由三部分組成，稀土鹵化物，羧酸鹽或螯合物，烷基鹵化鋁。特點(diǎn)：分子量分布寬，掛膠少，冷流性較小，可得順式含量大于97%的順丁橡膠。影響聚合的主要因素改變催化劑的配比及用量可以適當(dāng)調(diào)節(jié)聚合物的聚合速率和分子量。催化劑的陳化方式及條件陳化方式分為二元陳化和三元陳化陳化條件分為陳化時(shí)間和陳化溫度。其中陳化溫度對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量起控制門尼粘度的作用。催化劑通過陳化反應(yīng)生成配位絡(luò)合物，陳化溫度高，副反應(yīng)增加，活性下降，活性中心也減少，因此聚合速率降低，分子量增大，凝膠含量增多，一般采用低溫下陳化，一般在-5~40℃。單體濃度單體濃度低，對(duì)應(yīng)的溶劑量增大，導(dǎo)致設(shè)備的利用率降低，而且增大溶劑回收的負(fù)荷，濃度過高會(huì)導(dǎo)致聚合速率過快，轉(zhuǎn)化率增大，體系粘度顯著上升，給攪拌和散熱以及輸送帶來困難。聚合溫度溫度升高，催化劑誘導(dǎo)期縮短，反應(yīng)速率常數(shù)增大，聚合速率加快，同時(shí)也加快了活性中心的再生，使得分子量降低?？梢赃m當(dāng)提高聚合溫度以降低催化劑的用量。在生產(chǎn)中，由于隨聚合反應(yīng)的進(jìn)行，單體濃度逐漸降低，可以通過提高后釜的溫度來提高轉(zhuǎn)化率。聚合時(shí)間在聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到一定值后，隨時(shí)間的進(jìn)行，單體的轉(zhuǎn)化率增加就變得緩慢，單體濃度降低生成的聚合物分子量變低，導(dǎo)致分子量分布變寬，影響橡膠的性能，因此生產(chǎn)中一般都是當(dāng)轉(zhuǎn)化率到達(dá)一定值時(shí)終止反應(yīng)。調(diào)節(jié)劑一般可以加入醇類物質(zhì)，通過消耗一定的活性中心，提高聚合物的分子量。溶劑要求溶劑的溶解度參數(shù)要與聚合物的接近。雜質(zhì)會(huì)影響聚合物的聚合速率、分子量、