阳离子聚合制备丁基橡胶的合成工艺
丁基橡胶的生产工艺设计
丁基橡胶的生产工艺设计B 线项目报告丁基橡胶的生产工艺设计班级：姓名：学号：指导老师：目录引言....................................................................................................................... . (3)摘要....................................................................................................................... . (4)一、丁基橡胶的简介 (5)二、丁基橡胶的发展史 (5)（1）世界史 (5)(2)中国史 (6)三、丁基橡胶的生产状况 (6)（1）生产能力 (6)（2）国内生产主要牌号及质量指标 (7)四、丁基橡胶的结构和特性 (8)1、结构 (8)2、特性 (8)五、丁基橡胶的生产 (9)1、生产工艺 (9)2、反应机理 (9)3、主要原料 (9)4、工艺条件 (9)5、主要生产技术特点 (10)6、生产流程 (10)7、反应影响因素 (12)六、丁基橡胶的用途 (13)七、生产安全问题 (14)八、溴化丁基橡胶加工研究进展 (14)九、我国丁基橡胶生产存在问题及建议 (15)1、存在问题 (15)2、为了使中国丁基橡胶工业快速健康发展，建议： (16)参考文献.......................................................................................................................17引言本设计主要对丁基橡胶的发展史，生产状况，生产工艺，以及用途和新发展做了简要的介绍，其中详细介绍了丁基橡胶的生产工艺，对丁基橡胶的淤浆法做了介绍，由于编写时间比较仓促，难免出现出错，恳请大家提出批评。
丁基橡胶的合成
丁基橡胶的合成、改性及技术发展摘要:丁基橡胶的性能优异，应用十分广泛。
本文主要介绍丁基橡胶的合成及工艺流程，改性和技术发展及了解阳离子聚合反应的聚合机理。
关键字：丁基橡胶工艺流程改性技术发展聚合机理丁基橡胶是异丁烯和少量异戊二烯共聚的产物，因共聚物中含有双键，可以硫化，故获得了广泛的应用。
一：丁基橡胶的合成1.丁基橡胶的合成反应丁基橡胶由主要的单体异丁烯和少量辅助单体二烯烃（如异戊二烯、丁二烯等）共聚而成。
最常用的二烯烃为异戊二烯，用量为1.5%-4.5%左右。
共聚反应及有关的聚合条件简写如下式：因为是阳离子聚合反应，对单体及溶剂等的纯度要求较高，一般异丁烯的纯度必AlCl引发时，需加入须>99.5%(质量），异戊二烯必须>98%,而溶剂氯甲烷>95%.若采用3少量的水分作为助引发剂。
聚合时，链转移反应极易发生，而异丁烯本身就是一种有效的链转移剂。
有幸的是链转移反应活化能远大于链增长反应的活比能，故可将反应温度降低以抑制链转移反应。
如要获得聚合度为1000的共聚物，聚合温度为一60 °C左右，聚合度10000时则温度为—98°C左右。
2．丁基橡胶生产的聚合方法可以有两种方法，即溶液聚合和淤浆聚合。
采用前一方法时，单体与聚合物皆溶解于溶剂(如己烷、四氯化碳)中。
随反应的进行，聚台物溶解量增加使溶液粘度上升，造成传热困难，聚合物会粘于釜壁，易子挂胶等，又有溶剂回收等后处理工作，故此法在工业中没有采用。
工业中主要采用淤浆法。
以强极性氯代甲烷(CH3C1)作溶剂，它能溶解单体，但不溶解聚合物。
生成的聚合物能成为细小颗粒分散于溶剂中形成淤浆状，这样可减少传热阻力，快速聚合，从而可提高生产能力。
但生成的聚合物以沉淀形态析出，易于沉积于聚合釜底部及管道中，造成堵塞。
为此须采用强力的机械搅拌；或者特殊的列管式内循环聚合釜，能使物料强制循环和导出聚合物。
聚合反应所需要的低温(-100°C)，常用液态乙烯作冷却剂来取得。
丁基橡胶生产技术
七、反应影响因素
1、 温度 温度高，分子量低； 温度低， 分子量高。 2、催化剂用量 催化剂加入量大，反应剧烈， 门尼低 催化剂加入量低，反应弱， 门尼高。
10 8
分子量Ｍ
3.单体浓度
6 4 2 0 0 10 20 30 40 50
单体浓度，%（体积）
4、异戊二烯与异丁烯配比 保证不饱和度 5. 水值 聚合体系中适量的水，有助于对反应的调节控制，过多 过少均有不利影响 6.其它杂质影响 如丁烯-1,二甲醚,阻聚剂TBC(对叔丁基邻苯二酚)等会影响 聚合反应,不同程度影响聚合物分子量,分子量分布和反应 转化率.
年度 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 产量 t 4055 4190 21545 27001 37622 39007 39749 36868
国内设计牌号主要质量指标
牌号 主要用途 门尼粘度 挥发份 灰份 不饱和度 最大扭矩MH 颜色 防老剂 IIR1751 轮胎内胎 51±5 ≦0.5％(wt) ≦ 0.3 ％(wt) 1.7%(mol) 86.0±6.0dNm 白色 IIR0745 电绝缘、 电绝缘、密封材料 45±5 ≦0.5％(wt) ≦ 0.3 ％(wt) 0.7%(mol) 53.0±4.0dNm 白色 白色 不加 IIR1751F 食品、 食品、医药级 51±5 ≦1.0％(wt) ≦ 0.1 ％(wt) 1.7%(mol)
我国丁基橡胶生产存在问题
（1）生产能力小，产量少，产品自给率低。 （2）技术力度开发不够，品种牌号仍显单一 （3）产品质量不够稳定。 （4）产品应用范围较小。 （5）技术服务水平还不能很好地满足用户的 需求。
对我国丁基橡胶生产提出的建议
（1）提高产品质量，节省能耗和物耗 。 （2）加快新品种和新牌号的研究开发和生产，增加 国产丁基橡胶的牌号品种，不断完善产品品种结 构。 （3）扩大生产规模，提高国内市场的占有率 。 （4）尽快建成溴化丁基橡胶生产装置。 （5）加强应用技术研究，提高服务意识和水平。 （6）积极扩大出口，参与国际市场的竞争。
丁基橡胶的合成工艺分解
2.2、丁基橡胶生产的聚合方法
可以有两种方法，即溶液聚合和淤浆聚合。采用前一方法时，单体与 聚合物皆溶解于溶剂(如己烷、四氯化碳)中。随反应的进行，聚台物溶解量 增加使溶液粘度上升，造成传热困难，聚合物会粘于釜壁，易子挂胶等， 又有溶剂回收等后处理工作，故此法在工业中没有采用。 工业中主要采用淤浆法。以强极性氯代甲烷(CH3C1)作溶剂，它能溶解 单体，但不溶解聚合物。生成的聚合物能成为细小颗粒分散于溶剂中形成 淤浆状，这样可减少传热阻力，快速聚合，从而可提高生产能力。但生成 的聚合物以沉淀形态析出，易于沉积于聚合釜底部及管道中，造成堵塞。 为此须采用强力的机械搅拌；或者特殊的列管式内循环聚合釜，能使物料 强制循环和导出聚合物。
（一）丁基橡胶的应用
1.3、丁基橡胶管道
/b-yyr2000/
（一）丁基橡胶的应用
1.4、丁基橡胶内胎
（二）丁基橡胶的合成
2.1、丁基橡胶的合成反应：
丁基橡胶由主要的单体异丁烯和少量辅助单体二烯烃（如异戊二烯、丁二烯 等）共聚而成。最常用的二烯烃为异戊二烯，用量为1.5%-4.5%左右。共聚反 应及有关的聚合条件简写如下式：
(1)链引发：
丁基橡胶的聚合机理
（2）链增长：
丁基橡胶的聚合机理
（3）链终止：
a.自发终止
b.成键终止
（二）丁基橡胶的合成
聚合时，链转移反应极易发生，而异丁烯本身就是一种有效的链转移剂。 有幸的是链转移反应活化能远大于链增长反应的活比能，故可将反应温度降低 以抑制链转移反应。如要获得聚合度为1000的共聚物，聚合温度为一60 °C 左右，聚合度10000时则温度为—98°C左右。
丁基橡胶
高聚物合成工艺学
目录
• 丁基橡胶的应用
丁基橡胶的生产工艺设计
丁基橡胶的生产工艺设计
丁基橡胶是一种弹性高、耐磨性好、耐化学品侵蚀能力强的合成橡胶，广泛应用于汽车轮胎、工业胶管、密封件等领域。
以下是丁基橡胶的生产
工艺设计。
1.原材料准备：丁基橡胶的主要原料是丁二烯，还需要一些辅助原料
如催化剂、稳定剂等。
这些原料需要按照一定的配方比例准备好。
2.橡胶的预处理：将原料丁二烯与辅助原料一起加入搅拌机中进行预
处理。
预处理的目的是使原料混合均匀，并消除其中的杂质和气泡。
3.聚合反应：将预处理好的原料转移到反应釜中，并加入聚合催化剂。
通过控制反应釜中的温度和压力，促使丁二烯分子发生聚合反应，形成丁
基橡胶。
4.精炼：将聚合得到的丁基橡胶进行精炼处理，以去除其中的杂质和
未反应的物质。
这一步通常需要通过冷却和过滤等方式进行。
5.加工和成型：将精炼后的丁基橡胶送入橡胶加工机械中，进行加工
和成型。
这一步通常包括压延、挤出、注射等工艺，以获得所需的形状和
尺寸。
6.硫化：将成型后的丁基橡胶制品放入硫化炉中进行硫化处理。
硫化
的目的是将丁基橡胶中的双键交联，增加其强度和耐久性。
7.修整和包装：将硫化后的丁基橡胶制品进行修整，去除多余的边角
和毛刺。
然后进行包装，以便储存和运输。
以上是丁基橡胶的生产工艺设计。
在具体的生产过程中，需要注意原
料的准备、反应条件的控制、精炼和硫化等环节的操作，以确保丁基橡胶
的质量和性能符合要求。
同时，还需要进行相关的质量检测和控制，以确保产品的稳定性和一致性。
丁基橡胶
例：环氧乙烷的聚合
CH2 CH3O+
CH2 O CH3OCH2CH2OCH2CH2O-
CH2 Oຫໍສະໝຸດ CH2CH3OCH2CH2O-
CH2CH2O阴离子聚合有一个突出的特点，阴离子活 性中心特别稳定，一经引发，一直反应到单 体耗尽为止。如果加入另一种单体，则会继 续反应，是一种合成 嵌段共聚物的方法。
离子型聚合实施方法 ⒈ 离子聚合 增长活性中心为离子的连锁聚合。 离子聚合包括阴离子聚合、阳离子聚合和配位阴 离子聚合。 ⒉ 离子聚合的单体 ⑴ 阳离子聚合的单体 含有强的推电子取代基或共轭取代基单取代、同 碳二元取代的烯类单体和某些环状化合物。 ⑵ 阴离子聚合的单体 含有强的吸电子取代基或共轭取代基单取代、同 碳二元取代的烯类单体和某些环状化合物。 凡是可以进行聚合的烯类单体都可以在配位阴离 子引发剂的作用下进行配位聚合，形成立构规整性 聚合物。
包装方法
丁基橡胶产品均为块状胶，胶块先用 高压聚乙烯薄膜热合封装后放入木箱进 行贮存和运输。胶块净重量为 (25± 0.2)kg；每箱胶净重量为 1050kg。
贮存方法
丁基橡胶应存放在通风、清洁、干燥的仓 库中，严禁露天堆放和阳光直接照射。
生产方法概述
丁基橡胶是通过异丁烯、异戊二烯在 Friedel-Craft等催化剂存在下进行阳离子 聚合反应生产的。典型的反应是用氯化铝 作催化剂，用氯甲烷作溶剂。异丁烯(9798%)、异戊二烯(2-3%)配制成25%氯甲烷的 溶液，经两级冷却后送入聚合釜，在釜的 入口处与引发剂溶液相遇，迅速发生聚合 反应。反应热由通入聚合釜的冷却列管中 的液态乙烯蒸发带走。
⑶ 链终止
① 自发终止
CH2 C CH CH2 CH3
CH2
丁基橡胶的合成工艺
（三）丁基橡胶的结构与性能
3.1、丁基橡胶的结构
丁基橡胶是以异丁烯(其链节以头尾相连)和少量异戊二烯(主要为反式1．4— 构型)共聚而得的线型大分子，基本上没有支链。两种单体的竞聚率值见表，其 中r1*r2=1,说明两种单体的共聚反应是理想共聚．两种单体的链节以无规的方式 排列。已测知共聚物组成分布不太均一。在低分子量级分中异戊二烯的含量销大， 高分子丝级分中则偏低。 异丁烯(M1)异戊二烯(M，)的竞聚率
2.2、丁基橡胶生产的聚合方法
可以有两种方法，即溶液聚合和淤浆聚合。采用前一方法时，单体与 聚合物皆溶解于溶剂(如己烷、四氯化碳)中。随反应的进行，聚台物溶解量 增加使溶液粘度上升，造成传热困难，聚合物会粘于釜壁，易子挂胶等， 又有溶剂回收等后处理工作，故此法在工业中没有采用。 工业中主要采用淤浆法。以强极性氯代甲烷(CH3C1)作溶剂，它能溶解 单体，但不溶解聚合物。生成的聚合物能成为细小颗粒分散于溶剂中形成 淤浆状，这样可减少传热阻力，快速聚合，从而可提高生产能力。但生成 的聚合物以沉淀形态析出，易于沉积于聚合釜底部及管道中，造成堵塞。 为此须采用强力的机械搅拌；或者特殊的列管式内循环聚合釜，能使物料 强制循环和导出聚合物。
（二）丁基橡胶的合成
聚合反应所需要的低温(-100°C)，常用液态乙烯作冷却剂来取得。这样， 原料系统的冷却和聚合反应体系的冷却部需要大量的冷凝滞和压缩机等设 备．在经济上和操作上都带来较大的闲难与麻烦。
2.3、丁基橡胶生产聚合的工艺条件为：
异丁烯/异戊二烯 聚合温度 异丁烯浓度 聚合转化率： 溶剂 引发剂AlCl3 产品丁基橡胶的不饱和度 约97/3（质量） 约-100 °C 25%-40%（质量） 异丁烯75%-95% 异戊二烯45%-85% 氯代甲烷 浓度0.2%-0.3% >1.55（摩尔)
阳离子聚合制备丁基橡胶
常熟理工学院------材料科学与工程专业聚合物合成工艺课程设计题目：阳离子聚合制备丁基橡胶姓名：龙叶梅学号： 150208147专业：材料科学与工程专业班级： 08级材料（ 1 ）班指导教师左晓兵起止日期 2010.12—2011.01目录一．工艺背景 (4)1.丁基橡胶发展简介 (4)2.丁基橡胶的性质及用途 (4)3.合成工艺研究的意义 (5)二．设计思路及拟要解决的问题 (5)1．丁基橡胶合成设计思路 (5)2. 制备丁基橡胶需要解决的问题 (5)三.合成工艺基本原理介绍 (6)1．阳离子聚合反应的特点 (6)2. 聚合反应机理 (6)四.聚合体系各组分及其作用 (8)1. 单体 (8)2．溶剂 (9)3．引发剂 (10)五.工艺过程 (10)1．配方 (10)2．聚合工艺过程 (10)六．聚合物合成工艺流程图…………………………………………………13七．聚合物合成工艺的关键工艺条件分析 (14)1．异戊二烯的影响 (14)2．杂质 (14)3．单体浓度和配料比 (14)4．聚合温度 (15)5．催化剂 (15)6．溶剂 (15)八.发展状况 (16)1. 国际发展状况 (16)2. 国内发展状况 (16)九.参考文献 (17)阳离子聚合制备丁基橡胶的合成工艺一、工艺背景1、丁基橡胶发展简介异丁烯在三氟化硼和助引发剂水的作用下，室温时只能得到低分子量聚合物，当反应温度降至-75℃以下，则可得到高分子量的聚异丁烯，这是一个阳离子型连锁聚合反应。
由于生成的聚异丁烯是饱和的，没有双键供硫化交联之用，所以这种聚异丁烯与其他任何一种未经硫化过的橡胶一样，具有一系列严重的缺点，如热塑性、冷流性和热机械强度差，没有使用价值，1937年成功合成了异丁烯—异戊二烯的共聚物。
这种弹性体称为丁基橡胶，由于共聚物中含有双键，可以硫化，故获得广泛应用。
丁基橡胶的生产始于20 世纪40 年代，1943 年Exxon公司实现了丁基橡胶的工业化生产。
丁基橡胶生产工艺
丁基橡胶生产工艺丁基橡胶是一种重要的合成橡胶，广泛应用于汽车轮胎、密封件、胶带等领域。
下面介绍丁基橡胶的生产工艺。
一、丁基橡胶的聚合丁基橡胶的聚合是将丁二烯和苯乙烯等单体进行共聚反应。
首先，在催化剂和溶剂的作用下，将丁二烯和苯乙烯等单体置于反应器中加热，使其发生聚合反应。
聚合过程中，需要控制温度、压力和反应时间等条件，以获得理想的丁基橡胶产物。
二、粗丁基橡胶的分离聚合反应结束后，得到的混合物中含有丁基橡胶、溶剂、催化剂和残余单体等组分。
为了分离出纯净的丁基橡胶，需要进行分离操作。
首先，通过过滤等方法将催化剂和溶剂分离出来；然后，利用蒸馏等方法将残余单体从丁基橡胶中蒸发出来，得到粗丁基橡胶。
三、粗丁基橡胶的提纯粗丁基橡胶中还含有杂质和未反应的单体，需要进行提纯处理。
首先，将粗丁基橡胶与溶剂混合，形成溶液；然后，利用蒸馏和洗涤等方法将杂质和未反应的单体从溶液中去除。
提纯后的丁基橡胶具有较高的纯度和一定的物理性能。
四、丁基橡胶的加工提纯后的丁基橡胶可以进行加工，以满足不同产品的要求。
加工过程中，通常采用加硫和各种填料的方法，以改善丁基橡胶的力学性能和热性能。
加硫是将丁基橡胶与硫进行反应，使其形成交联结构，提高机械强度和耐热性。
填料包括碳黑、硅灰、硅胶等，可以改变丁基橡胶的硬度、耐磨性和抗老化性能。
五、最终产品的制备经过加工的丁基橡胶可以制备成各种最终产品。
例如，将丁基橡胶加工成片状，可以用于制造密封件、胶带等产品；将丁基橡胶加工成胶粒，可以用于制造胶水、涂料等产品；将丁基橡胶与其他材料混合加工，可以制造汽车轮胎、橡胶管等产品。
以上就是丁基橡胶的生产工艺，通过聚合、分离、提纯、加工和制备等步骤，可以获得高质量的丁基橡胶产品。
丁基橡胶的合成
高分子化学丁基橡胶的合成工艺专业：材料化学学号：姓名：丁基橡胶的合成工艺1941年由美国标准石油公司首先实现工业合成以后，丁基橡胶的生产在世 界各国发展很快。
阳离子聚合工业化的品种相对较少，只有丁基橡胶、聚异丁烯、聚乙烯基酰、 石油树脂等,其中丁基橡胶是阳离子聚合中规模最大的工业化产品, 且该体系的 性质决定了聚合反应需要在一 100 C 条件下进行。
因此，丁基橡胶的生产工艺 在阳离子聚合工业中具有重要的典型意义。
理论基础： 由异丁烯与少量异戊二烯（为异丁烯的 1.5~4.5%）共聚在聚合物分 子中引入双键来提高其硫化性能 ,所得产物即丁基橡胶。
以氯甲烷为溶剂、三氯化铝为引发剂、在-100C 低温下进行阳离子共聚合， 聚合反应可以简单地表示为：& fCH-C=CH-C H1 成CH, 由丁异丁烯分子中有两个供电子的甲基使其端基= CH 的亲核性增加，反应速 率极快，可在不到1s 的时间内发生爆炸性的聚合。
在一般情况下，可在1min 左 右即完成放热反应，因此聚合反应必须在一 100C 左右，快速搅拌下进行。
异丁烯［MI ］与异戊二烯［M 2］的共聚遵循一般共聚组成的方程式：d ［M3 — +在一 100C 下，以三氯化铝为引发剂时，异丁烯和异戊二烯的 r 方r 而别为 2. 5土 o. 5和o. 4 土 o. 1。
因此在间歇聚合釜中，必须控制转化率＜ 60%, 在连续聚合CH 2CH 3AlCha.002%HQ -loot 1釜中必须及时添加异丁烯才能保持设定聚合物的组成。
阳离子聚合的机理特征可以概括为快引发、快增长、易转移、难终止，其中转移是终止的主要方式，是影响聚合度的主要因素。
除球基化合物、杂环外，阳离子聚合的烯类单体主要是带有供电子集团的异丁烯、烷基乙烯基酰，以及有共钥结构的苯乙烯类、二烯轻等少数几种。
异丁烯几乎是单烯轻中能阳离子聚合的主要单体。
阳离子聚合的引发剂通常是缺电子的亲电试剂，它可以是一个单一的正离子（正碳离子或质子），也可以在引发聚合前由几种物质反应产生引发活性种，此时称其为引发体系。
出阳离子聚合方法合成丁基橡胶的 反应方程式
出阳离子聚合方法合成丁基橡胶的反应方程式下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!出阳离子聚合方法合成丁基橡胶的反应方程式引言合成丁基橡胶是橡胶工业中的重要一环，而阳离子聚合方法是其常用的合成途径之一。
我国丁基橡胶合成方法
我国丁基橡胶合成方法
我国丁基橡胶的合成方法主要有淤浆法和溶液法。
淤浆法是以氯甲烷为稀释剂，以H2O-AlCl3为引发体系，在低温(-100℃左右)下将异丁烯与少量异戊二烯通过阳离子聚合制得。
溶液法则是以丁二烯单体为原料，通过自由基聚合反应制备丁基橡胶。
该方法需要将丁二烯单体与其他共聚单体如苯乙烯等按一定比例混合，并加入抑制剂以防止副反应的发生。
常用的引发剂有过氧化二异丙苯(BPO)等。
以上信息仅供参考，如需获取更多详细信息，建议查阅丁基橡胶合成方面的文献或咨询相关研究学者。
tba丁基橡胶生产工艺
tba丁基橡胶生产工艺TBA丁基橡胶是一种重要的高分子材料，具有出色的化学稳定性和物理性能。
它被广泛应用于汽车、航空航天、建筑等行业。
本文将介绍TBA丁基橡胶的生产工艺。
TBA丁基橡胶的生产工艺可以分为以下几个步骤。
原料的准备。
TBA丁基橡胶的主要原料是丁烯、异丁烯和异戊二烯。
这些原料需要经过精细提炼和分离，以确保其纯度和质量。
接下来是聚合反应。
将原料加入反应釜中，加入适量的聚合催化剂，并控制反应温度和时间。
在聚合反应中，原料分子将发生聚合反应，形成高分子链结构，从而生成TBA丁基橡胶。
然后是橡胶的后处理。
聚合反应结束后，需要对橡胶进行后处理。
这包括去除未反应的原料、催化剂和其他杂质，以及对橡胶进行干燥和筛分处理。
这些后处理步骤可以提高橡胶的纯度和质量，确保其符合使用要求。
最后是橡胶的成型和硫化。
成型是将橡胶制成所需形状的过程，可以通过挤出、压延、注塑等方法实现。
在成型过程中，需要根据产品要求加入适量的硫化剂和促进剂，并控制硫化温度和时间。
硫化是橡胶分子之间形成交联结构的过程，使得橡胶具有良好的弹性和耐磨性。
除了以上主要步骤外，TBA丁基橡胶的生产还需要进行质量检验和包装。
质量检验包括对橡胶样品进行物理性能测试、化学成分分析等，并对不合格产品进行淘汰或改造。
包装是将合格的橡胶产品进行分类、包装和标签，以便于储存和运输。
TBA丁基橡胶的生产工艺需要严格控制各个环节，确保产品的质量和性能。
同时，还需要根据不同的应用领域和产品要求，对生产工艺进行调整和优化。
随着科技的不断进步，TBA丁基橡胶的生产工艺也在不断改进，以满足市场需求。
TBA丁基橡胶的生产工艺涉及原料准备、聚合反应、橡胶后处理、成型和硫化等步骤。
每个步骤都需要严格控制和优化，以确保产品的质量和性能。
随着技术的不断发展，TBA丁基橡胶的生产工艺也在不断改进，为各个行业提供更好的材料选择。
利用阴离子与阳离子聚合技术合成星型支化丁基橡胶.
利用阴离子与阳离子聚合技术合成星型支化丁基橡胶刘海峰1，李杨2，王玉荣1，吕占霞2，赵锦波2，刘铭2（1大连理工大学化工学院高分子材料系大连 116012）（2北京燕山石化公司研究院北京 100250）time(min)Figure 1 GPC spectra of star styrene-butadiene block copolymer 为了制备星型支化异丁烯－异戊二烯共聚物（丁基橡胶），通常是在多官能团单体或聚合物存在下和异丁烯与异戊二烯共聚合来完成的[3-5]。
能参与异丁烯和异戊二烯共聚合的具有多个反应中心的聚合物通常是聚二烯烃。
本文我们采用通过阴离子聚合的高分子设计方法合成的星型聚（苯乙烯-b-丁二烯）嵌段共聚物为支化剂，以H2O/AlCl3为引发体系，通过阳离子聚合，合成了新的星型支化丁基橡胶，其反应历程如Scheme 1所示。
Figure 2 The 1H-NMR spectra of the star-branched polymerFigure 3 GPC spectra of butyl rubber with (a) no branching agent, MWD,2.1;(b)1% branching agent,MWD:4.0; (c) 3% branching agent,MWD:5.37.参考文献[1] C.Vlahos, A.Horta, N.Hadjichristidis, J.J.Freire, Macromolecules 1995,28,1500.[2] N. Hadjichristidis, S.Pispas,M.Pitstikalis, H.Iatrou, C.Vlahos,Adv.Polym.Sci.1999,142,71[3] Soskey P.R,et al .136th Meeting Rubber Division ACS,Oct,1989,Paper no 54.[4] US 5182333[5] CN 88108392.5Synthesis of star-branched butyl rubber by combination of anionic polymerization and cationic polymerizationLiu Haifeng1, Li Yang2, Wang Yurong1,Lv Zhan xia2, Zhao jinbo2,Liu Ming2(1 Department of Polymer Science & Materials, Dalian University of Technology,Dalian, 116021)(2 Research Institute of Beijing Yanshan Petrochemical Co. Ltd., Beijing, 102500)Abstract: Currently, great attention has been paid to the synthesis and analysis of star-branched polymers, duo to their markedly lower solution and bulk viscosities and less shear sensitivity, than their linear counterparts. In this paper, a new star-branched butyl[Poly(isobutylene-co-isoprene)] rubber was synthesized by combination of anionic polymerization and cationic polymerization and characterized by GPC, 1H-NMR and FT-IR .The results showed that star styrene-butadiene block copolymer has been participated in the copolymerization of isobutylene and isoprene.Key word: Anionic polymerization Cationic polymerization Star block copolymerGraft butyl rubber。
阳离子聚合产品_309803954
主要用途
– 轮胎（用作内衬及内胎）占84% – 医药瓶塞占11% – 其他方面（胶带、胶管、粘合剂 和防水卷材等橡胶制品 ）占5%。
丁基橡胶的合成工艺流程图
丁基橡胶的性能
• 优点：具有良好的化学稳定性和热稳定性， 最突出的是气密性和水密性。
– 它对空气的透过率仅为天然橡胶的1/7，丁苯橡 胶的1/5，而对蒸汽的透过率则为天然橡胶的 1/200，丁苯橡胶的1/140。
• 主要缺点：加工性能较差，硫化速度慢。
气密性
• 气体在聚合物等分散速度与聚合物分子的 热活动有关，丁基橡胶分子链中侧甲基陈 列密集，限制了聚合物分子的热活动，因 而透气率低，气密性好。
阳离子聚合产品
聚异丁烯
丁基橡胶
聚异丁烯
• 以温度控制聚合度：以AlCl3为引发剂，在 －40~10°C下聚合得到低分子量产物，在 －100~－90°C下聚合得到高分子量产物。 • 低分子量的聚异丁烯是粘稠状的液体或半 固体，常用作粘结剂和密封材料； • 高分子量的聚异丁烯是橡胶状固体，主要 用作蜡和高分子密封共聚物
生产
• 一般采用氯甲烷作稀释剂， AlCl3作引发剂。 根据产品不饱和度的等级要求，异戊二烯 的用量一般为异丁烯用量的1.5%～4.5%， 转化率为 60%～90%。 • 聚合温度维持在-100℃。丁基橡胶的聚合 是以阳离子反应进行的，反应温度低，速 度快，放热集中，且聚合物的分子量随温 度的升高而急剧下降。
阳离子聚合原理及合成工艺
CH3
CH3
－100℃
CH2 C + CH2 C CH CH2
CHCl3溶剂
CH3
AlCl3 +H2O引发
97%
3%
r1=2.5
r2=0.4
CH3
CH3
CH2 C n *CH2 C CH CH2 m CH3
98.5%
1.5%
2、烷基乙烯基醚
CH2 CH OR
3、共轭烯烃
CH2 CH
CH2 CH CH CH2
2
1
0 1
异丁烯浓度不超过4%
8
产
7物
分
6
子 量
5万
4
3
23
4
567
共聚单体中异戊二烯含量 ％ mol
mol
异戊二烯浓度增加，共聚产物的不饱和度增加，分子量下降。
3、杂质
丁基橡胶的生产对原料的纯度要求很高，且聚合前原料 必须提纯，一般要求异丁烯的纯度要达到99%以上，异戊二 烯的纯度要达到98%以上，氯甲烷的纯度要大于95%以上。
2、物理性质
丁基橡胶是由异丁烯和少量异戊二烯共聚而成的合成橡 胶，简称IIR。
16
丁基橡胶的结构式：
H2O(0.002%) 左右，CH3Cl溶剂
CH3
CH3
CH2 C
CH2 C CH CH2 y
CH3 z
n
其中，异戊二烯分子以反式1,4结构形式无规地分布 于分子链中，几乎不存在1,2结构和3,4结构。
丁基橡胶的透气性是烃类橡胶中最低的，气密性最好。
3、优点 4、缺点 5、应用
制作各种轮胎的内胎、无内胎轮胎的气密层、各种密 封垫圈，在化学工业中作盛放腐蚀性液体容器的衬里、管 道和输送带，农业上用作防水材料。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
材料科学与工程专业
聚合物合成工艺课程设计
题目：阳离子聚合制备丁基
橡胶的合成工艺
姓名：
学号：
专业：
班级：
指导教师
起止日期
阳离子聚合制备丁基橡胶的合成工艺
目录
1、概述
2、设计思路及拟要解决的问题
3、阳离子聚合制备丁基橡胶的合成工艺的设计原理
4、本设计所涉及的原材料简介
5、聚合物合成工艺过程介绍
6、聚合物合成工艺流程图
7、聚合物合成工艺的关键工艺条件分析
8、设计总结
9、参考文献
一．概述
丁基橡胶( 简称I I R ) 是异丁烯和异戊二烯在Friedel-Craft催化剂作用下进行阳离子聚合反应生成的世界上第四大合成橡胶胶种。
丁基橡胶的生产始于20 世纪40 年代，1943 年Exxon公司在美国Baton Rouge工厂实现了丁基橡胶的工业化生产。
1944 年，加拿大Polysar 公司采用美国技术在Sarnia 建成丁基橡胶生产装置。
1959 年后，法国、英国、日本也开始生产丁基橡胶。
1 9 9 1 年，Bayer 公司购买Polysar 全部合成橡胶业务，Exxon 公司也收购了在法国的丁基橡胶生产装置，从此世界丁基橡胶的生产基本上被Exxon 和Bayer 两大公司所垄断。
1982 年，前苏联在陶里亚蒂建成世界唯一的溶液聚合法丁基橡胶生产装置，所用聚合反应器由苏联合成橡胶研究院和意大利PI 公司合作开发。
卤化丁基橡胶(HIIR)可分为氯化丁基橡胶(CIIR)和溴化丁基橡胶(BIIR)两大类，是丁基橡胶在脂肪烃溶剂中与氯或溴进行反应的产物，其工业化生产始于20世纪50 年代末，1960 年Exxon 公司在Baton Rouge 工厂开始生产氯化丁基橡胶(CIIR)，Polysar 公司于1971 开始生产溴化丁基橡胶(BIIR)。
目前，世界上只有美国、德国、俄罗斯和意大利 4 个国家拥有丁基橡胶生产技术，在国际市场上，Exxon 公司和Bayer 公司的丁基橡胶产品处于垄断地位，生产能力约占世界总生产能力的80%，此外，这两大公司在新产品和新技术的开发方面也处于世界领先地位。
目前，我国只有北京燕山石油化工公司合成橡胶厂一家生产企业，产量不能满足国内实际生产的需求，每年都要大量进口，开发利用前
景广阔。
丁基橡胶是异丁烯和少量异戊二烯（二者质量之比97：3），经阳离子聚合反应而得。
加入异戊二烯的目的是为了在大分子主链上提供双键，因为异丁烯的均聚物大分子链上无双键，不易硫化为橡胶制品。
加入少量的异戊二烯与之共聚得到的共聚物经硫化后成为性能优良的丁基橡胶。
二．聚合反应机理
丁基橡胶的生产以淤浆法为主，其聚合机理是典型的阳离子聚合机理。
以氯甲烷为溶剂、三氯甲烷为引发剂、水为共引发剂，在-103℃低温下进行阳离子共聚合，其反应机理如下：
1、链引发
2、链增长反应
2、链终止反应
（1）自发终止反应
（2）成键终止反应
三：阳离子聚合反应的特点
1：聚合反应速率快
阳离子聚合的特点之一是聚合反应速率快，即使在低温下进行反应也能在瞬间完成，因此，聚合热的去除就成了很重要的问题。
聚合反应热常借助反应器夹套中液体乙烯的蒸发而移出
2：对原料的纯度要求很高
水、醚、醇和氨等极性物质都会使引发失去活性；正丁烷有链转移作用；不饱和杂质1-丁烯和2-丁烯则会生成凝胶。
聚合前原料必须提纯，一般要求异戊二烯的纯度要求达到99%以上，异戊二烯的纯度要达到98%，氯甲烷的纯度要大于95%。
3：聚合温度对聚合反应的影响
聚合温度对异丁烯和异戊二烯的共聚反应有很大的影响，温度高则聚合物相对分子质量降低、不饱和度和橡胶的物理机械性能降低。
在常温下生成低相对分子质量的化合物，要得到具有实际应用价值的聚合物，聚合温度必须控制-100℃左右。
因此原料系统的冷却和聚合体系的冷却都需要大量的冷凝和压缩设备。