配位聚合制备异戊二烯橡胶的合成工艺解析
聚异戊二烯橡胶的加工和配合工艺
聚异戊二烯橡胶的加工和配合工艺高112班于忠华 119034064摘要：聚异戊二烯橡胶具有有天然橡胶相媲美的优异性能。
本文介绍聚异戊二烯橡胶的加工工艺和配合工艺，并对聚异戊二烯橡胶的发展前景作出概括和展望。
关键词：聚异戊二烯橡胶配合加工橡胶工艺学第一章绪论1.1 聚异戊二烯橡胶的结构与种类聚异戊二烯橡胶是由异戊二烯单体在催化剂作用下,通过本体聚合或者溶液聚合制得的一种重要合成橡胶。
根据聚异戊二烯橡胶中异戊二烯单元结构的不同,可分为高顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶、反式-1,4-聚异戊二烯橡胶、顺式-3,4-聚异戊二烯橡胶和1,2-聚异戊二烯橡胶四种异构体，但实现工业化的仅前2种。
在顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶中,按其顺式-1,4-结构含量又可细分为高顺式聚异戊二烯橡胶和中顺式聚异戊二烯橡胶;按引发体系可以分为锂系聚异戊二烯橡胶、钛系聚异戊二烯橡胶和稀土系聚异戊二烯橡胶等。
聚异戊二烯橡胶(主要指高顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶,简称异戊橡胶,IR）的微观分子结构接近于天然橡胶(NR),是一种通用型合成橡胶，其微观结构和力学性能与天然橡胶相近，故有“合成天然橡胶”之称。
1.2聚异戊二烯橡胶的性能与应用聚异戊二烯橡胶具有与NR相似的化学组成、立体结构和力学性能,具有良好的原胶强度性能、粘性、耐老化性能和回弹性能,是替代NR制造轮胎的重要原料,还可以用于生产输送带、胶管、胶带、海绵、胶粘剂、电线电缆、胶鞋、运动器械、机械制品以及医用材料等。
它可以单独使用,也可以与NR或其他合成橡胶并用。
第二章聚异戊二烯橡胶的配合工艺2.1聚异戊二烯橡胶的配合体系硫化体系：NR一般用硫黄硫化体系，促进剂用噻唑类、次磺酰胺类、秋兰姆类等，活化剂有氧化锌、硬脂酸。
补强填充体系：最常用的是炭黑，其次是白炭黑及非补强性填充剂碳酸钙、滑石粉等。
防护体系：对苯二胺类最好，如4010、4010NA等。
增塑体系：以松焦油、三线油最为常用。
其次是松香、古马隆及石蜡。
异戊二烯制备及精制技术概述
戊二 烯 ， 根据反 应 机理 可 分 为催 化 剂 脱 氢 和 氧化 脱氢 ， 目前 氧化 脱氢 没有工 业化 。
石 油 化 工 技 术 与 经 济
Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ＆ Ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍｉ ｃ ｓ ｉ ｎ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｓ
能与许多物质发生反应生成新的化合物… 。 异戊二烯主要用于合成异戊橡 胶 （ Ｉ Ｒ， 其产 量仅 次于 丁苯橡 胶和顺 丁橡 胶而 居合成 橡 胶的第
三位 ） ， 其 用 量 占异 戊 二 烯 总 产 量 的 ９ ５ ％； 其次 ， 用作合 成 丁基橡 胶 （ Ｉ Ｉ Ｒ） 的一种共 聚单 体 ， 以改进 丁基橡 胶 的硫化 性能 ， 但 用量 很少 。另 外 ， 异戊二
增大 ， 目前 异戊 二烯 已产 业 化 的制 备 方 法 主要 有 分离法 、ｃ 馏 分萃 取精馏 法 ， 脱氢法 分 为异戊 烷和 异
苏联做 了大量的研究工作 。 两步 法 于 １ ９ ６ ４年 由前 苏 联 开 发 ， １ ９ ７ ２年 在
渐 被淘 汰 。 １ ． ２ 化 学 合成 法 ．
烯还用于合成树脂 、 液体聚异戊二烯橡胶等以及 制造农药 、 医药 、 香料及黏结剂等。
１ 异 戊 二烯的 制备方 法
（ １ ） 烯醛合成法 烯 醛合 成 法采用 异 丁烯 和 甲醛为 原料 生产异 戊二烯 ， 该 方 法 可分 为 一步法 和两 步 法 。一步 法
日本东 丽公 司实 现 工 业化 。其工 艺 流 程 为 ： 首先 在酸性 催化 剂存 在下 发生 Ｐ ｒ ｉ ｎ ｓ 反应 ， 生 成 ４， ４一 二 甲基 一１ ， ３一二 氧 杂环 己烷 （ Ｄ ＭＤ） ， 然后 Ｄ ＭＤ 在磷 酸型 催化 剂存 在下裂 解生 成异戊 二烯 。二步 法 的原 料 异 丁烯可采 用炼 油厂 Ｃ 馏分 和／ 或 乙烯
聚异戊二烯的制备及应用
聚异戊二烯的制备及应用聚异戊二烯（polyisoprene）是一种重要的合成橡胶，也是天然橡胶的主要成分之一。
它具有优异的机械性能、良好的弹性和耐磨性，因此在橡胶制品和其他材料领域有着广泛的应用。
本文将介绍聚异戊二烯的制备方法以及其在不同领域的应用。
聚异戊二烯的制备方法多种多样，其中最常用的方法是通过合成橡胶（synthetic rubber）或从天然橡胶中提取得到。
合成橡胶聚异戊二烯的制备方法主要有以下几种：1. 阿克塞波聚合法：该方法是通过将异戊二烯单体加入到溶剂中，并在氧气或氮气的存在下，通过阿克塞波催化剂进行聚合反应得到聚异戊二烯。
2. Ziegler-Natta催化剂聚合法：该方法是通过将异戊二烯单体加入到溶剂中，并在Ziegler-Natta催化剂的作用下进行聚合反应。
3. 自由基聚合法：该方法是通过引发剂或自由基引发剂将异戊二烯单体进行聚合反应。
另外，聚异戊二烯也可以从天然橡胶中提取得到，天然橡胶中含有大量的异戊二烯单体，可以通过合成橡胶提取技术得到。
不同的制备方法对聚异戊二烯的结构和性能都有一定影响，可以根据具体的应用需求选择合适的制备方法。
聚异戊二烯具有优异的物理性能和化学性能，因此在许多领域有着广泛的应用。
在橡胶制品领域，聚异戊二烯被用于制造轮胎、密封件、管道、胶鞋等，其优良的耐磨性和耐老化性能，使得这些制品在使用中能够获得更好的性能和寿命。
在医疗器械领域，聚异戊二烯常常被用于制备手套、输液管等耐磨、柔软的材料，以满足医疗器械对材料性能的需求。
此外，聚异戊二烯还被用于制备橡胶密封件、橡胶管、橡胶垫等橡胶制品，以满足各种工程领域的密封、缓冲、防震等应用需求。
在化工领域，聚异戊二烯也有着广泛的应用。
聚异戊二烯作为一种重要的合成橡胶，可以用于制备丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶等共聚橡胶，这些共聚橡胶具有特定的物理性能和化学性能，可以满足汽车轮胎、橡胶制品等领域对橡胶的特殊需求。
此外，聚异戊二烯也可以用于制备改性树脂、增塑剂、胶黏剂等化工产品，以满足不同工艺和材料的需求。
合成橡胶-聚异戊二烯橡胶讲解
丁戊橡胶（IBR）
• B、I竞聚率相近，易于制备无规共聚物。 • 弥补了顺丁橡胶和异戊橡胶各自性能的不足， 具有优异的耐低温性能和耐磨性能，与顺丁橡 胶相比，还具有低温滚动阻力低的特点。
全钢子午线轮胎结构及部件
全钢子午线轮胎结构及部件
聚异戊二烯橡胶的微观结构
异戊橡胶与天然橡胶
异戊橡胶的优点： • 质量均一，纯度高。 • 无色透明，臭味小，浅色、医药制品。 • 非胶组分和杂质少，便于化学改性。 异戊橡胶的不足： • 生胶：强度低，挺性较差，易变形。 • 硫化胶：拉伸、撕裂强度低于天然橡胶， 耐磨性低于天然橡胶， 疲劳寿命低于天然橡胶。
稀土异戊橡胶
• 二元、三元催化体系 • 第三组分：提供与稀土环烷酸盐的羧基进 行交换的卤离子。 • Nd（naph）3 -（i-C4H9）3Al - Et3Al2Cl3 • 催化剂浓度：< 1% Al/Nd：20－30、Cl/Nd：2－4 （mol比） • 单体浓度：> 120 kg/m3。 • 聚合温度：30℃ －60℃。 • 单体转化率：> 70%。
钛系催化剂配置方法的影响
稀土异戊橡胶
• 主催化剂： 环烷酸稀土盐：Ln（naph）3 氯化稀土盐：LnCl3 ·nL 脂族酸稀土盐：硬脂酸、辛酸、异辛酸等。 Ln（RCOO）3 • 助催化剂：烷基铝, （CH3）3Al、（C2H5）3Al、（i-C4H9）3Al 。 • 第三组分：氯化物, Et3Al2Cl3、Et2AlX。
引发剂和溶剂的影响
溶剂对异戊橡胶微观结构的影响
高反式聚异戊二烯橡胶
• 反式结构大于96%的聚异戊二烯。 • 结晶度最高仅能达到30%左右，故具有优 异的韧性和抗冲击性能。 • 室温下易结晶，热塑性塑料性质。 • 熔点之前：高硬度高模量的硬质材料， 熔点之上：低模量易形变的软质弹性材料。 • 高硬度、高拉伸强度。 • 较大的球形超晶结构，三种晶型： α（55℃）、β（65℃）、γ（74℃）
天然橡胶的合成和加工工艺
天然橡胶的合成和加工工艺天然橡胶是一种重要的工业原料，广泛应用于汽车轮胎、胶管、导电垫等领域。
虽然人工合成橡胶已经取得了许多进展，但天然橡胶仍然是不可或缺的。
本文将探讨天然橡胶的合成和加工工艺。
一、天然橡胶的合成天然橡胶是从橡胶树中提取的一种乳液，主要成分是聚异戊二烯。
橡胶树在干燥季节里，通过在其樱果上割口，让橡胶树的乳液从这些樱果中流出，最后将这些乳液自然地凝固成块，形成自然橡胶。
然而，这种方法的生产效率低，同时橡胶树的种植和维护也需要大量的时间和资金。
为了提高生产效率，人们研究出了其他的橡胶合成方法。
在第二次世界大战期间，人们开发出了一种合成橡胶的方法，即使用合成乳胶。
合成乳胶是一种液态聚合物，类似于橡胶树释放的乳液。
这种方法比起从橡胶树中提取天然橡胶效率更高，产量更大。
二、天然橡胶的加工工艺天然橡胶通常用于制造各种橡胶制品，包括橡胶管、轮胎、电线、密封件等。
在加工橡胶前，需要将其成行的胶块先切成小块，然后通过加热、充填、挤出、模压等工艺，使其成为所需形状的制品。
1. 加热加热是加工天然橡胶的首要工艺。
在加热过程中，胶块变得更加柔软，更容易进行后续的加工。
通常，将橡胶加热到适当的温度，然后快速地冷却，这样可以降低橡胶的黏度。
2. 充填充填指将加热的橡胶填充到所需形状的模具中。
充填时需要考虑橡胶弹性、流动性等特性，以精确地填充到模具内部。
3. 挤出挤出是将橡胶通过一系列滚筒和挤出机器，挤出成特定截面的橡胶型材或气密型材的过程。
4. 模压模压是针对需要大量生产的橡胶制品，在特定的模具中将橡胶加工成所需形状和尺寸的过程。
这种方法需要特殊的模具和压力机器。
综上所述，天然橡胶是重要的工业原料之一，虽然存在一些合成天然橡胶的方法，但自然的天然橡胶仍然是不可或缺的。
对于加工天然橡胶而言，加热、充填、挤出和模压是不可或缺的工艺。
异戊二烯的生产工艺与技术路线的选择
异戊二烯的生产工艺与技术路线的选择异戊二烯是一种重要的有机化工原料，广泛应用于橡胶、塑料、溶剂等领域。
本文将讨论异戊二烯的生产工艺与技术路线的选择。
石油法是通过从裂化汽油中分离出异戊烯来生产异戊二烯的一种方法。
具体的工艺路线如下：1.原料准备：选用石油炼制过程中产生的裂化汽油作为原料，将其进行预处理，除去杂质和饱和烃。
2.分离异戊烯：将预处理后的原料送入分离塔，在恰当的温度和压力下，通过分馏将异戊烯从其他成分中分离出来。
3.纯化异戊烯：通过冷却和冷凝操作将分离得到的异戊烯进一步纯化，除去杂质，得到纯净的异戊烯。
4.沸腾床催化：将纯净的异戊烯送入沸腾床催化装置，在高温和催化剂的作用下进行重合反应，生成异戊二烯。
石油法生产异戊二烯的工艺路线相对简单，但也存在一些问题。
首先，石油资源的有限性限制了该工艺的可持续性发展。
此外，沸腾床催化装置的操作复杂，对催化剂的选择和管理要求较高。
为了解决这些问题，煤焦油法是一种备受关注的新型工艺路线。
下面将介绍煤焦油法的生产工艺及技术路线。
煤焦油法是通过提取煤焦油中的苯环化合物来生产异戊二烯的方法。
具体的工艺路线如下：1.煤焦油提取：将煤焦油进行预处理，除去杂质和饱和烃。
然后使用分离技术，如溶剂抽提或萃取，将苯环化合物从煤焦油中提取出来。
2.纯化苯环化合物：通过冷却和冷凝操作将提取得到的苯环化合物进一步纯化，除去杂质，得到纯净的苯环化合物。
3.裂解苯环化合物：将纯净的苯环化合物送入裂解装置，在高温和催化剂的作用下进行裂解反应，生成异戊二烯。
煤焦油法生产异戊二烯的工艺路线相对石油法更加环保和可持续，因为煤炭资源相对石油资源更加丰富。
然而，煤焦油法也存在一些问题，如裂解装置的操作复杂性和催化剂的选择等。
除了石油法和煤焦油法，生物法也是一种可行的生产异戊二烯的技术路线。
生物法是通过利用微生物发酵的方法，将植物中的糖类转化为异戊二烯。
这种方法相对环保和可持续，但目前在工业化规模上还存在一些挑战，如微生物的选育和发酵工艺的优化等。
聚异戊二烯橡胶制备异戊胶乳的工艺研究
聚异戊二烯橡胶制备异戊胶乳的工艺研究聚异戊二烯橡胶制备异戊胶乳的工艺研究聚异戊二烯橡胶（EPDM）是一种重要的合成橡胶材料，由异戊基与烯烃组成，它有良好的耐温、耐氧化和耐老化性能，可广泛应用于汽车、航空航天等行业，具有重要的经济意义。
然而，EPDM原料的高价格限制了它在生产过程中的应用，因此，将其转化为低价格、高性能的异戊胶乳（EEM）就显得尤为重要。
异戊胶乳（EEM）是一种混合物，由异戊二烯橡胶（EPDM）和助剂组成，该助剂是一种有机溶剂，如醋酸丁酯，具有良好的溶解性和润湿性，可以有效地溶性化EPDM，使其形成胶乳状悬浮液。
经过加热蒸发溶剂，胶乳的粘度逐渐上升，最终胶乳会凝固成固体，形成异戊胶乳（EEM）。
异戊胶乳（EEM）与原料EPDM相比，具有良好的抗老化性能和抗氧化性能，在实际应用中可以延长产品的使用寿命。
此外，由于异戊胶乳（EEM）的低价格，可以显著降低生产成本，提高经济效益。
聚异戊二烯橡胶制备异戊胶乳（EEM）的工艺主要包括五个步骤：首先，将原料EPDM和助剂混合搅拌，形成混合液；其次，将混合液加热，使助剂溶解；接着，将混合液冷却，使其形成胶乳；然后，将胶乳加热，使溶剂蒸发；最后，将胶乳冷却，使其凝固，形成异戊胶乳（EEM）。
在聚异戊二烯橡胶制备异戊胶乳（EEM）工艺过程中，受到温度、压力、搅拌速度、混合时间等因素的影响，会影响最终制备出来的异戊胶乳（EEM）的性能。
因此，有必要研究如何控制这些因素，以便获得最佳的制备效果。
首先，温度是影响异戊胶乳（EEM）制备的关键因素之一，当温度过低时，助剂不容易溶解，混合物不容易形成胶乳；当温度过高时，助剂不容易蒸发，胶乳容易发生结块。
因此，在控制过程中，需要精确控制温度，保证混合物形成胶乳，并使助剂能够有效蒸发，以获得最佳的制备效果。
其次，压力也是影响异戊胶乳（EEM）制备的重要因素。
当压力过低时，混合物不易形成胶乳；当压力过高时，助剂难以蒸发，因此，也需要精确控制压力，以获得最佳的制备效果。
异戊橡胶的制造工艺
异戊橡胶的制造工艺
异戊橡胶由于具有优良的物理机械性能，一般用作轮胎的胎面胶，胎体胶合胎侧胶，以及胶鞋、胶带、胶管、胶黏剂、工艺橡胶制品、浸渍橡胶制品及医疗、食品用橡胶制品等。
异戊橡胶可以任意比例与天然橡胶并用于轮胎，可保持其抗老化裂口和耐磨性能不降低，但拉伸强度有所下降。
充油异戊橡胶与天然橡胶并用作胎面胶时，轮胎行驶生热低，且降低成本；与顺丁橡胶并用可以改善异戊橡胶的磨耗性能，且耐磨性能随顺丁橡胶含量增大而提高，拉绳强度和撕裂强度则随之下降。
当顺丁橡胶用量增大时，要适当减少硫黄用量，以改善撕裂性能。
制造工艺
1、异戊二烯单体的制造
异戊二烯是一种通用型合成橡胶，从合成橡胶的发展情况来看，异戊橡胶工业化的关键之一在于获得廉价的异戊二烯单体。
（1）抽提法
（2）丙烯二聚法
（3）异戊烯脱氢法
（4）异丁烯-甲醛法
（5）丙酮-乙炔法
2、催化剂体系
目前生产的异戊橡胶基本上是采用四种催化剂进行聚合的。
日本瑞翁公司、日本聚异戊二烯橡胶公司所生产的异戊橡胶均采用齐格勒型催化剂生产的。
其催化剂的主要成分为三烷基铝和四氯化钛，铝与钛之比约为1：1时，活性最强。
我国国产异戊橡胶采用有机酸稀土盐三元催化体系，克服了铝-钛体系的凝胶含量高，挂胶严重，非均相催化剂加料困难等弱点，橡胶的顺式-1，4-结构含量为93-94%左右。
3、聚合工艺
异戊二烯单体经过精制、脱水并脱除聚合终止剂之后，与溶剂、聚合催化剂一起送至聚合釜，经数小时反应至完成聚合之后，添加聚合终止剂和防老记；回首未反应单体和溶剂等候，再经过洗涤、脱水、干燥，即可得到异戊橡胶。
异戊二烯生物合成法的工艺制备流程
异戊二烯生物合成法的工艺制备流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，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，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,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 andwriting methods,please pay attention!异戊二烯是一种重要的化工原料，广泛应用于橡胶、塑料、合成树脂、农药等领域。
聚异戊二烯橡胶
三、聚异戊二烯橡胶的结构状況
(三) 支化及凝胶结构
总结：支化及凝胶成分的存在会改善胶料的耐冷流性和生胶 强度,也会使胶料的压延和挤出特性变坏,而且对硫化胶的动态 性能也有不利的影响。
四、聚异戊二烯橡胶的性能
IR和NR的相比之优点：
（2）IR塑炼时 间短
（3）IR膨胀和 收缩量小
（1）IR质量 均一且纯度高
聚异戊二烯橡胶
聚异戊二烯橡胶 POLYISOPRENE RUBBER
1
聚异戊二烯橡胶的历史和起源
2
聚异戊二烯橡胶的制备方法
3
聚异戊二烯橡胶的结构状况
4
聚异戊二烯橡胶的性能
5
聚异戊二烯橡胶的应用领域
6
聚异戊二烯橡胶的发展趋势
一、聚异戊二烯橡胶的历史和起源
（一）简单介绍 聚异戊二烯橡胶（Polysoprene Rubber） 是由异戊
4 ） IR 的 流 动性优
（5）IR 基本 是无色透明的
四、聚异戊二烯橡胶的性能
IR和NR相比之缺点：
➢ IR 的屈服强度、拉伸强度均低于NR ,由于IR 的生胶 强度低,挺性差,致使应用IR 的轮胎胎坯存放时易变形,硫 化装模困难。
➢与含等量炭黑的NR 相比, IR硫化胶的拉伸强度、定伸 应力、撕裂强度及硬度均较低。
五、聚异戊二烯橡胶的应用领域
轮胎面
胶鞋
医疗、食品用橡
胶制品
各式各样的运用
工艺橡胶制品
胶黏剂
橡胶的发展趋势
异戊橡胶即顺式1，4-聚异戊二烯橡胶，因分子结 构与天然橡胶相同，俗称合成天然橡胶，是合成橡胶中 综合性能最好的胶种之一。
近几年，我国橡胶消耗量一直居世界第一位，而我 国大部分地处温带，天然橡胶资源严重不足，对外依存 度上升到75.6%，突破了最基本的国家安全保障线，危 机程度已经超过石油、铁矿等战略物资，成为国家安全 的重大隐患。提高合成橡胶使用比例，大力发展合成天 然橡胶已成为解决天然橡胶短缺的最佳选择。
配位聚合制备异戊二烯橡胶的合成工艺解析
9.4 配位聚合制备异戊二烯橡胶的合成工艺9.4.1 概述性质：顺式1,4结构含量为96％～97.5％。
它是采用TiCl4-AlR3或TiCl4-聚亚氨基铝烷体系引发剂，通过立体定向聚合，在烷烃溶剂中进行连续溶液聚合而生产的立构规整性弹性聚合物。
整个工艺流程包括催化剂配制、原料精制、聚合、终止、加防老剂和脱除残留引发剂、胶液分离、溶剂和单体回收并精制、橡胶脱水和干燥、制品成型和包装。
高顺式聚异戊二烯橡胶在分子结构和性能方面非常类似于天然橡胶。
有较高的弹性、较小的永久变形、加工不需塑炼等特点。
可取代天然橡胶应用于轮胎、泡沫橡胶、胶管、垫件等的制造。
高顺式聚异戊二烯橡胶和天然橡胶在分子结构及极性基团等方面仍存在一定的差异，所以高顺式聚异戊二烯橡胶的生胶强度、粘接性、硫化胶的弹性模量和撕裂强度、耐磨性及疲劳寿命都不如天然橡胶。
异戊二烯（或2-甲基丁二烯）的聚合物。
英文缩写PI。
有4种立体结构。
自然界只存在两种异构体，即顺-1，4-聚异戊二烯（天然橡胶、三叶胶）和反-1，4-聚异戊二烯（杜仲胶、巴拉塔胶）。
工业上重要的是顺-1，4-聚异戊二烯，又称合成天然橡胶或异戊橡胶（IR）。
聚异戊二烯是典型的弹性体，密度0.90克／厘米3 。
异戊橡胶的结晶性以及硫化胶的抗拉强度与顺式结构含量有关，结晶熔融温度则与结构规整性有关，玻璃化转变温度与3，4-或1，2-结构含量有关。
反式聚异戊二烯易结晶，硬度和抗拉强度高。
顺-1，4-聚异戊二烯可用TiCl4-AlR3 （ R常为异丁基）齐格勒-纳塔催化剂和丁基锂催化剂进行聚合，聚合物中顺-1，4-聚异戊二烯含量分别可达97％和93％。
中国还发展了稀土催化体系。
顺-1，4-聚异戊二烯主要用于制造轮胎，以及靴鞋、电线、机械、医疗、体育器材、乳胶制品等。
高顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶的性质与天然橡胶的性质非常接近合成异戊二烯橡胶与天然橡胶的结构相似，只是在均匀性上两者有较大差异，并且合成橡胶不需要塑化。
异戊橡胶生产车间工艺设计
异戊橡胶生产车间工艺设计一、异戊橡胶的生产流程异戊橡胶是一种重要的天然橡胶，也是橡胶制品的重要原料之一、异戊橡胶的生产工艺主要包括下面几个步骤：原料处理、橡胶制备、半成品加工和成品制品制备。
1.原料处理异戊橡胶的原料主要是从橡胶树上采集的乳液，需要进行一系列的处理步骤。
首先，将采集到的乳液进行搅拌和过滤，去除其中的杂质和固体颗粒。
接下来，将搅拌好的乳液进行脱水，去除其中多余的水分。
最后，用蒸汽加热将乳液中的水分蒸发掉，得到纯净的异戊橡胶基础。
2.橡胶制备脱水后的异戊橡胶基础经过一系列的制备步骤，将其转化为可使用的橡胶。
首先，将异戊橡胶基础用橡胶研磨机进行研磨，使其成为比较细小的颗粒。
接着，将研磨后的异戊橡胶颗粒进行混炼，加入添加剂和填充剂，提高橡胶的性能和加工性能。
最后，将混炼后的异戊橡胶进行造粒，得到成品。
3.半成品加工造粒后的异戊橡胶经过加工，形成半成品，以备进一步制备成品使用。
半成品加工主要包括加工成片和成卷。
在加工成片的过程中，将橡胶在带有纹路的模具中进行压制，形成橡胶片。
在成卷的过程中，将橡胶片通过卷烧机加热，使其软化并卷成卷状。
4.成品制品制备经过半成品加工后的异戊橡胶可进一步制备成各种橡胶制品。
根据不同的产品需求，可以采用不同的制作工艺，包括注塑、挤出、压延等方法。
在制作过程中，需要将橡胶进行加工成合适的形状，并进行加热和冷却，使其固化成为具有所需性能的成品。
二、异戊橡胶生产车间设计要点1.原料处理区域原料处理区域应设置在离橡胶采集区较近的位置，以便及时处理采集到的橡胶乳液。
该区域应包括橡胶乳液的搅拌、过滤、脱水和蒸馏设备，以及储存原料的容器和输送装置等。
同时，要确保设备和容器的材质符合食品级要求，以保证橡胶的质量和安全性。
2.橡胶制备区域橡胶制备区域应设置在原料处理区域附近，以便方便进行原料的输送和转化。
该区域应包括橡胶研磨机、混炼机和造粒机等制备设备，以及用于储存和输送橡胶的容器和管道等。
- 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)。
9.4 配位聚合制备异戊二烯橡胶的合成工艺9.4.1 概述性质：顺式1,4结构含量为96％～97.5％。
它是采用TiCl4-AlR3或TiCl4-聚亚氨基铝烷体系引发剂，通过立体定向聚合，在烷烃溶剂中进行连续溶液聚合而生产的立构规整性弹性聚合物。
整个工艺流程包括催化剂配制、原料精制、聚合、终止、加防老剂和脱除残留引发剂、胶液分离、溶剂和单体回收并精制、橡胶脱水和干燥、制品成型和包装。
高顺式聚异戊二烯橡胶在分子结构和性能方面非常类似于天然橡胶。
有较高的弹性、较小的永久变形、加工不需塑炼等特点。
可取代天然橡胶应用于轮胎、泡沫橡胶、胶管、垫件等的制造。
高顺式聚异戊二烯橡胶和天然橡胶在分子结构及极性基团等方面仍存在一定的差异，所以高顺式聚异戊二烯橡胶的生胶强度、粘接性、硫化胶的弹性模量和撕裂强度、耐磨性及疲劳寿命都不如天然橡胶。
异戊二烯（或2-甲基丁二烯）的聚合物。
英文缩写PI。
有4种立体结构。
自然界只存在两种异构体，即顺-1，4-聚异戊二烯（天然橡胶、三叶胶）和反-1，4-聚异戊二烯（杜仲胶、巴拉塔胶）。
工业上重要的是顺-1，4-聚异戊二烯，又称合成天然橡胶或异戊橡胶（IR）。
聚异戊二烯是典型的弹性体，密度0.90克／厘米3 。
异戊橡胶的结晶性以及硫化胶的抗拉强度与顺式结构含量有关，结晶熔融温度则与结构规整性有关，玻璃化转变温度与3，4-或1，2-结构含量有关。
反式聚异戊二烯易结晶，硬度和抗拉强度高。
顺-1，4-聚异戊二烯可用TiCl4-AlR3 （ R常为异丁基）齐格勒-纳塔催化剂和丁基锂催化剂进行聚合，聚合物中顺-1，4-聚异戊二烯含量分别可达97％和93％。
中国还发展了稀土催化体系。
顺-1，4-聚异戊二烯主要用于制造轮胎，以及靴鞋、电线、机械、医疗、体育器材、乳胶制品等。
高顺式-1，4-聚异戊二烯橡胶的性质与天然橡胶的性质非常接近合成异戊二烯橡胶与天然橡胶的结构相似，只是在均匀性上两者有较大差异，并且合成橡胶不需要塑化。
聚异戊二烯可用于制造汽车轮胎和种类繁多的工业用橡胶制品；它能很好地同所有橡胶相兼容。
2、聚合原理配位聚合又称齐格勒（纳塔型）聚合或插入聚合。
单体首先在活性种的空位处配位，形成某些形式（σ-π）的配位络合物。
随后单体分子插入过渡金属（Mt）-碳中增长形成大分的过程。
这种聚合本质上是单体对增长链Mt-R键的插入反应称为插入聚合。
配位聚合概念最早是G. Natta在解释α-烯烃聚合（用Ziegler-Natta引发剂）机理时提出的。
Natta当时认为是在Al-C键间插入增长，未明确指明过渡金属原子(Mt)上需有空位，但他提出配位概念还是划时代的重要贡献，至今仍在沿用。
单位在配位过程中是具有立体定向性的，所以聚合产物多具有立体规整性。
由于单体分子相继插入到过渡金属-碳键中进行增长，因此又称为络合聚合（complexing polymerization）、插入聚合（insertion polymerization）。
配位聚合具有以下特点：活性中心是阴离子性质的，因此可称为配位阴离子聚合；单体π电子进入嗜电子金属空轨道，配位形成π络合物；π络合物进一步形成四圆环过渡态；单体插入金属-碳键完成链增长；可形成立构规整聚合物。
配位聚合引发剂有四种：Z-N催化剂；π烯丙基过渡金属型催化剂；烷基锂引发剂；茂金属引发剂。
其中茂金属引发剂为新近的发展，可用于多种烯类单体的聚合（3）（4）链终止反应二、聚合体系各组分及其作用1、单体（1）理化性质异戊二烯常温下为无色、易挥发的液体，沸点34.07°C。
（2）技术指标及要求是合成橡胶的重要单体。
聚合级异戊二烯对杂质含量有较严格的控制，通常是异戊二烯纯度>99.4％、环戊二烯含量<3ppm、炔烃含量<10ppm。
（3）CAS号、危险等级、贮运要求，使用注意事项，主要用途异戊二烯是合成橡胶的重要单体，其用量占异戊二烯总产量的95％，主要用于合成异戊橡胶，其产量仅次于丁苯橡胶和顺丁橡胶而居合成橡胶第三位。
其次，用作合成丁基橡胶的一种共聚单体，以改进丁基橡胶的硫化性能，但用量很少。
异戊二烯还用于合成树脂、液体聚异戊二烯橡胶等。
近年来，用异戊二烯合成里那醇、角鲨烯等，这些是进一步合成香料、药品、农药等的中间体。
这方面的用量虽然占的比例较少，但已受到重视。
根据采用的引发体系的不同，异戊橡胶可分为以钛为基础的引发剂聚合得到钛系聚异戊二烯橡胶，其顺-1,4含量为98%左右；以锂为引发剂聚合的锂系异戊橡胶，其顺-1,4含量一般为92%左右；以稀土元素为基础的引发剂聚合得到稀土异戊橡胶，其顺-1,4含量为95%左右。
1.在齐格勒-纳塔催化剂作用下异戊二烯的聚合1954年意大利学者G.Natta和德国学者K.Ziegler首次应用烷基铝和过渡金属化合物组成了Ziegler-Natta催化体系，合成出等规聚丙烯，继而合成出了α-烯烃、双烯烃和非碳氢单体的等规和间规聚合物。
在六七十年代，科学家发明了许多关于异戊二烯在Ziegler-Natta催化剂下聚合的专利。
Gerardus Heij等指出，把一氯二烷基铝加入到TiCl4-AlR3-ROR(醚)三元陈化后的催化剂中，可以提高催化剂的活性。
通常为提高聚合物的分子量可以通过改变聚合条件实现。
比如，通过降低聚合温度或降低催化剂用量以提高聚合度。
但是降低温度也会对反应带来负面影响，使得聚合速率降低。
Hiroaki Hasegawa等在不改变聚合条件的情况下提高未硫化胶的拉伸强度和弹性模量。
即在反应体系中加入一定量乙烯，可得到高门尼粘度的异戊橡胶。
未硫化胶的强度高于传统方法的异戊橡胶，甚至高于天然胶。
采用铝-钛-二苯醚三元催化剂催化得到的异戊橡胶会含有一定量凝胶，Castner 等发现，把二芳基胺加入到三组分催化剂中，可以使聚异戊二烯产物中的凝胶含量降低。
2.在有机锂引发剂作用下异戊二烯的聚合阴离子聚合是属于最早被人们所应用但又最晚被认识的一种聚合体系。
1910年英国人Matthews与Strane以及1911年德国人Harries用钠和钾聚合异戊二烯，得到了聚合物，但此聚合物的结构和性能与天然橡胶有显著的区别；1934年，Ziegler 和其合作者系统地研究了异戊二烯和锂、钠或RLi之间的反应。
到50年代初期才由费尔斯通公司用锂催化剂合成了与天然橡胶相近的顺-1,4-聚异戊二烯(含量90%)。
1956年，MSwarc提出了活性高分子的概念，阴离子聚合得到了划时代的开拓，其理论研究及实际开发均取得了长足的进展。
50年代后期到60年代初期，在极性溶剂体系中以M.Swarc为代表、在非极性溶剂体系中以M.Morton为代表的研究者以异戊二烯单体为主要对象进行了一定的研究工作。
60年代至70年代，异戊二烯工业生产的变化影响了对聚异戊二烯的研究，其研究与开发工作几乎陷入了停滞的状态。
进入80年代以后，异戊二烯单体的资源较为丰富和稳定，为异戊二烯聚合物的工业化提供了坚实的资源基础，对异戊二烯阴离子聚合的研究又引起了研究者的注意，并开发出了以异戊二烯单体为主要原料的高性能高分子材料。
通过对正丁基锂/混合环己烷/THF或TMEDA/异戊二烯聚合反应体系中异戊二烯的聚合反应规律的研究，魏强邦等得到了引发剂浓度、聚合温度、THF或TMEDA的添加量等聚合条件对异戊二烯聚合反应动力以及聚合物微观结构的影响规律，求得了不同反应条件时的动力学方程式，并得到了聚合物中1,2-及3,4-结构的含量同聚合条件的定量关系式。
该研究还对两种不同聚合体中的活性种作了探讨，得到了不同聚合体系中各反应活性种的动力学参数，并探讨了各活性种对聚合反应速率以及聚合物微观结构的贡献。
李扬等以双卤代烷烃取代型双锂为引发剂、四甲基乙二胺为极性添加剂、环己烷为溶剂，对异戊二烯聚合反应过程及聚合产物的结构与物性进行了研究。
结果表明：异戊二烯聚合反应速度与单体浓度呈线性关系，与引发剂浓度呈1/2次方关系；对不同引发温度、不同引发剂浓度以及不同极性添加剂用量下的异戊二烯聚合反应动力学进行了研究，求得聚合反应表观活化能为105.1kJ/mol，表观增长反应速度常数为0.98L/(mol*min)。
徐其芬以烷基锂为催化剂在二甲苯中合成顺式-1,4-聚异戊二烯，得到的产品其分子量分布指数可达1.0-1.4，且接近于泊松分布。
制得的二甲苯聚异戊二烯胶液具有良好的均一性，可直接用于高分辨率的负型光刻胶，从而大大缩短了工艺流程。
韩丙勇、金关泰利用自制的窄分布活性异戊二烯齐聚物作为双锂引发剂，研究了异戊二烯在环己烷溶剂中有少量THF存在时的增长反应动力学。
W.L.Hsu等通过对异戊二烯阴离子聚合新型醚改性剂进行研究得出结论，烷基四氢糠醚对于提高在环己烷中有机锂催化异戊二烯的聚合反应速度比TMEDA更为有效。
还观察到，当烷基四氢糠醚中的烷基从甲基变为环己基或特丁基时，改性剂的效果并没有变化。
这说明ATE改性体系比TMEDA改性体系中的活性增长中心较为松散，致使前者的异戊二烯聚合反应速度快得多。
3.在稀土催化剂作用下异戊二烯的聚合1963年美国联合碳化物公司的Von Dohlen申请了由三价稀土有机螯合物和含有卤素原子的化合物及烷基铝组成的催化体系聚合双烯烃的专利。
与此同时，中科院长春应化所的沈之荃等人公开报道了二元稀土催化体系聚合丁二烯的结果，揭开了稀土元素用于双烯烃定向聚合的序幕。
稀土异戊橡胶在合成过程中挂胶轻微，产品凝胶含量较小，硫化胶性能接近钛体系异戊橡胶。
这一催化剂不论对丁二烯或异戊二烯都具有较高的催化活性，催化效率一般可达5-6公斤橡胶/克稀土。
稀土催化体系可以使乙烯和反式-戊二烯-1,3均聚。
而且，使丁二烯和异戊二烯、丁二烯或异戊二烯和乙烯引起共聚合。
值得指出的是，丁二烯和异戊二烯的共聚物可作为耐低温性能良好的胶种。
自从稀土催化剂发现以来，用于双烯聚合的稀土催化剂不断改进和完善，现已有多种类型的催化体系用于双烯的均聚和共聚。
根据稀土催化剂的组成，可分为二元和三元体系。
二元稀土催化体系通常是由水氯化稀土与给电子试剂形成的配合物同烷基铝组成的，如Ln(OR)nCl3-n或LnCpCl2同烷基铝。
组成的催化体系。
三元催化体系是由稀土化合物-含卤素的化合物-烷基铝组成，含卤素的化合物入烷基卤化铝(AlR2X)、卤化烷烃、氯硅烷都可以使用，并且具有较高的催化活性。
稀土化合物由于稀土元素周围的配体不通，又有羧酸盐、酸性磷酸脂盐类、烷氧基稀土、环戊二烯基稀土等不同种类。
中科院长春应化所王佛松等使用稀土催化剂进行了异戊二烯本体聚合，并申请专利。
异戊二烯在稀土催化剂作用下在-78℃-100℃都能进行本体聚合。
所用的催化剂为钕(或镨钕富集物)化合物-氯化烷基物-烷基铝(或氢化烷基铝)体系和三氯化钕(或镨钕富集物)-醇-三烷基铝体系。