丁基橡胶的生产工艺设计
万吨级液体丁基橡胶开发与生产方案(二)
万吨级液体丁基橡胶开发与生产方案一、实施背景随着全球工业化的快速发展,橡胶制品在各个领域的应用越来越广泛,尤其在汽车、建筑、电子、航空等行业的需求持续增长。
丁基橡胶作为一种重要的橡胶品种,具有优异的气密性、水密性、耐老化性和耐化学腐蚀性等特点,被广泛应用于轮胎内胎、医药瓶塞、防水卷材等领域。
目前,国内丁基橡胶市场主要依赖进口,因此,开发万吨级液体丁基橡胶项目具有重要的战略意义和经济价值。
二、工作原理液体丁基橡胶(LIIR)是通过乳液聚合工艺制备的一种高分子材料。
以异丁烯为主要单体,以少量异戊二烯为共聚单体,在引发剂、乳化剂等助剂的作用下,通过乳液聚合反应得到高分子量的聚合物。
反应过程中,单体在乳化剂的作用下形成胶束,引发剂在胶束内部引发聚合反应,生成高分子量的聚合物。
聚合物粒子在乳液中分散,通过破乳、洗涤、干燥等工序得到液体丁基橡胶产品。
三、实施计划步骤1. 项目筹备:包括市场调研、可行性研究、项目立项等前期工作。
2. 设计与建设:根据生产工艺和设备需求,进行工厂设计和建设,包括原料储存与输送、反应釜、乳液分离与洗涤、干燥等设备的安装与调试。
3. 原料采购:与供应商建立合作关系,采购所需的原料和助剂。
4. 试生产:在设备调试完成后,进行试生产,优化生产工艺参数,确保产品质量稳定。
5. 正式生产:在试生产成功后,进行正式生产,并根据市场需求调整生产规模。
6. 市场营销:开展市场调研和产品推广,与下游企业建立合作关系,拓展销售渠道。
四、适用范围本项目适用于汽车轮胎内胎、医药瓶塞、防水卷材等领域对高品质丁基橡胶的需求。
同时,由于液体丁基橡胶在生产过程中无需添加硫化剂等助剂,具有环保优势,因此也适用于对环保要求较高的领域。
五、创新要点1. 采用先进的乳液聚合工艺制备液体丁基橡胶,产品性能稳定,质量可靠。
2. 通过优化生产工艺参数,提高产品收率和生产效率。
3. 利用环保型原料和助剂,降低生产过程中的能耗和环境污染。
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、聚乙烯基醚、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℃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-100℃低温下进行阳离子共聚合,聚合反应可以简单地表示为:由于异丁烯分子中有两个供电子的甲基使其端基=CH₂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一100℃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:在一100℃下,以三氯化铝为引发剂时,异丁烯和异戊二烯的r₁与r₂分别为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。
除羰基化合物、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、烷基乙烯基醚,以及有共轭结构的苯乙烯类、二烯烃等少数几种。
异丁烯几乎是单烯烃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。
引发剂的种类很多,主要有质子酸和Lewis酸两大类。
质子酸引发阳离子为离解生成的H+, 而离解生成的酸根离子则作为碳阳离子活性中心的抗衡阴离子(反离子)。
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)
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重要的合成橡胶,广泛应用于汽车轮胎、橡胶管道、橡胶密封件等领域。
其生产工艺设计的目标是高效、稳定地生产出优质的丁基橡胶产品。
本文将从原料准备、橡胶生产、橡胶后处理三个方面,介绍丁基橡胶的生产工艺设计。
一、原料准备1.丁基橡胶的主要原料是丁二烯(BD),需要通过精炼、提纯等过程获得高纯度的丁二烯。
工艺上常采用C4裂解法或烷基化法来制备丁二烯。
2.丁基橡胶的助剂包括活性剂、凝聚剂、稳定剂等。
活性剂常使用有机锡化合物,凝聚剂常使用双苯并噻吩(DBT),稳定剂常使用降滑石粉等。
这些助剂需要提前准备好,确保质量稳定。
二、橡胶生产1.丁二烯聚合:丁二烯通过聚合反应得到丁基橡胶。
聚合反应通常采用溶液聚合方式,即将丁二烯溶解在苯或甲苯等溶剂中,然后加入活性剂进行聚合。
聚合反应的温度、压力和时间需要经过实验确定,确保得到高分子量的丁基橡胶。
2.脱溶剂:聚合完成后,需要将橡胶状物料中的溶剂去除。
可以通过蒸馏、冷凝等方法将溶剂蒸发掉,得到纯净的丁基橡胶。
三、橡胶后处理1.筛选:将获得的丁基橡胶进行筛分,去除杂质和未聚合的丁二烯颗粒,确保橡胶质量。
2.卷绕:将筛选好的丁基橡胶经过卷绕,得到包装完好的成品。
3.检测:对成品进行质量检测,包括拉伸强度、硬度、耐磨性等指标。
确保产品符合设计要求。
4.包装:将检测合格的丁基橡胶包装后,存放在干燥、阴凉的仓库中。
防止橡胶品质受到湿度、高温等因素的影响。
总结:丁基橡胶的生产工艺设计是一个复杂的过程,需要根据原料准备、橡胶生产和后处理的要求来设计流程。
在生产过程中,需要注意控制各个环节的条件,确保橡胶质量稳定。
此外,还需要不断进行质量检测和改进,提高生产效率和产品质量。
丁基橡胶的生产工艺设计
丁基橡胶的生产工艺设计
一、引言
二丁基橡胶是一种由苯乙烯胶乳和乙丙烯共聚物制得的弹性体。
它具有良好的延展性、抗老化性能和耐热性能,是一种广泛应用于汽车行业以及电子电器行业中的重要的合成橡胶材料。
为了提高其生产效率,实现高性能的产品,本文将介绍二丁基橡胶的生产工艺设计。
1、原料研磨:二丁基橡胶生产的原料主要有聚乙烯、二丁烯、二苯乙烯胶乳和甲苯等。
其中,聚乙烯的原料要求混合后的颗粒细度在-38μm 以内,其他原料的研磨要求控制在-12μm以下,以保证生产出的产品性能稳定。
2、熔炼:将研磨后的原料放入熔炼容器中,通过加热至恒定温度熔炼出二丁基橡胶。
此时,容器中的温度需要控制在170-175°C,熔炼时间需要保持在30-60分钟之间,以保证其凝胶状态稳定。
3、浇注:将熔炼后的二丁基橡胶浇到模具中并冷却固化。
此时,冷却速度要控制在2-5°C/min,弹性体的焊接部位通常要大于95%,以保证生产出的产品外观和性能良好。
4、成型:将固定后的二丁基橡胶切削成所需的形状和尺寸。
此时,刀具的切削速度应控制在25-35m/min以内,为了保证产品的外观质量,在切削过程中要注意加工冷却和防止烧伤。
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。
年产五万吨丁基橡胶的工艺流程设计
年产五万吨丁基橡胶的工艺流程设计下载提示: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。
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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。
年产万吨丁基橡胶生产工艺设计
年产万吨丁基橡胶生产工艺设计1. 引言本文档旨在对年产万吨丁基橡胶的生产工艺进行设计。
丁基橡胶是一种重要的合成橡胶,广泛应用于橡胶制品的制造领域。
设计合理的生产工艺能够提高产量和质量,降低生产成本,因此对于丁基橡胶生产工艺的设计具有重要意义。
2. 工艺流程以下是年产万吨丁基橡胶的生产工艺流程设计:2.1 原料准备通过合适的供应商采购对丁基橡胶生产所需的原料,包括丁烯、催化剂、溶剂等。
确保原料的质量和供应稳定。
2.2 丁基橡胶合成反应将丁烯和催化剂添加到反应器中,并在适当的温度和压力下进行化学反应,合成丁基橡胶。
2.3 分离和纯化通过分离装置将反应产物中的未反应的原料和杂质分离出来,得到纯净的丁基橡胶。
2.4 干燥和包装将纯净的丁基橡胶进行干燥处理,以降低含水量,并通过适当的包装方式进行贮存。
3. 设备选型为了实现年产万吨丁基橡胶的生产目标,需要选择适合的设备。
根据工艺流程设计,应选用具有以下特点的设备:- 反应器:具备适宜的温度和压力控制能力,同时具备良好的搅拌和混合效果。
- 分离装置:能够有效地分离原料和杂质,并具备高效的纯化效果。
- 干燥设备:具备高效的干燥能力,能够在短时间内将丁基橡胶的含水量降低到目标水平。
4. 能耗和环保考虑在工艺设计中,应考虑到能耗和环保要求,以实现可持续发展的生产方式。
采取以下措施可以降低能耗和减轻对环境的影响:- 优化反应条件,减少能耗。
- 合理利用和循环利用废热和废料。
- 安装废气、废水处理设备,确保排放达到相关标准。
5. 结论本文档对年产万吨丁基橡胶的生产工艺进行了设计,包括工艺流程、设备选型和能耗环保考虑。
希望通过合理的工艺设计,能够提高生产效率、降低生产成本,并满足环保要求。
以上设计提供了一个基于简单、有效的策略,希望对您的丁基橡胶生产项目有所帮助。
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。
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。
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摘要异丁烯与少量异戊二烯共聚而成的一种合成橡胶,简称IIR。
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。
因此主要用于制造各种内胎、蒸汽管、水胎、水坝底层以及垫圈等各种橡胶制品。
关键词:丁基橡胶异丁烯异戊二烯乙烯丙烯复迭制冷一、丁基橡胶的简介异丁烯与少量异戊二烯共聚而成的一种合成橡胶,简称IIR。
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。
因此主要用于制造各种内胎、蒸汽管、水胎、水坝底层以及垫圈等各种橡胶制品丁基橡胶是合成橡胶的一种,由异丁烯和少量异戊二烯合成。
制成品不易漏气,一般用来制造汽车、飞机轮子的内胎。
丁基橡胶是异丁烯和异戊二烯的共聚物,它在1943年投入工业生产。
丁基橡胶英文:butyl rubber二、丁基橡胶的发展史(1)世界史• 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。
• 1960年EXXON公司开始生产氯化丁基橡胶。
• 1965年Polysar公司开发了溴化丁基橡胶。
• 1991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。
(2)中国史中国丁基橡胶的研究开发始于20世纪60年代,并建立了中试生产装置,后因各种原因而停止。
1999年,北京燕山石油化工公司合成橡胶厂引进意大利PI公司技术,建成到目前为止中国惟一的一套30kt/a丁基橡胶生产装置。
该装置能够生产IIR1751、IIR1751F和IIR0745三个牌号的普通丁基橡胶产品,其中IIR1751属于内胎级产品,中等不饱和度,高门尼粘度,相当于Exxon公司的268、Bayer公司的301及俄罗斯的BK1675N产品牌号,主要用于制造轮胎内胎、硫化胶囊和水胎等制品;IR1751F是食品、医药级产品,中等不饱和度,高门尼粘度可用于口香糖基础料以及医用瓶塞的生产;IIR0745是绝缘材料、密封材料和薄膜级产品,极低不饱和度、低门尼粘度,主要用于电绝缘层和电缆头薄膜的生产。
最初两年,由于技术、设备等方面的原因,该装置难以连续稳定运行,开工率较低,产品合格率低,原材料消耗、动力消耗及成本偏高。
2000年和2001年产量分别只有4.055kt以及和4.190kt。
经过近两年的技术攻关,生产装置的运行状况有了很大程度的改善,产量逐年增加,2002年产量达到21.545kt,其中产品合格率为84.7%,2003年产量进一步增加到27kt,其中产品合格率达到95.4%。
三、丁基橡胶的生产状况(1)生产能力目前,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,美国Exxon公司和德国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。
9个国家13套丁基橡胶装置,总能力104万吨/年(117)其中:Exxon 公司约占51.5%Bayer公司约占28.6%中国燕化公司3.9万吨/年,约占4.37%1999年,中石化北京燕山石油化工公司合成橡胶厂引进意大利PI公司技术,建成到目前为止我国唯一的一套年产能3.0万t的丁基橡胶生产装置。
先后解决了产品门尼粘度波动大、降解、变色和不饱和度低等质量问题,生产装置的运行状况有了很大程度的改善,产量逐年增加。
(2)国内生产主要牌号及质量指标四、丁基橡胶的结构和特性1、结构CH3CH3CH2C=CHCH2﹙CH2C﹚mnCH3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2、特性优点(1)透气率低,气密性好丁基橡胶分子链中侧甲基排列密集,限制了聚合分子的热运动。
(2)热稳定性好可在100℃或稍低温度下于空气中长期使用。
脱硫的丁基橡胶使用温度可达150℃到200℃(3)吸能性好丁基橡胶分子结构中缺少双键,且侧链甲基分布密度大。
(4)耐臭氧和耐天候老化性(5)化学稳定性好(6)电绝缘性较好(7)水渗透率极低缺点(1)硫化速度慢(2)互黏性差(3)相容性差(4)与补强剂之间作用弱五、丁基橡胶的生产1、生产工艺目前国内丁基再生胶的生产工艺有六七种之多,主要有蒸煮法、炒制法、挤出法、微波法、辐射法、高温连续催化法、化学机械法等,但无论采用何种方法,目的是采用最经济、最科学的方法把废丁基橡胶由网状结构变成线型结构。
2、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、三氯化铝为引发剂、在-100℃低温下进行阳离子共聚合。
离子聚合所用的引发剂对水极为敏感。
因此,离子聚合的实施方法中不能用以水为介质的聚合方法,即不能采用悬浮聚合和乳液聚合,只能采用本体聚合和溶液聚合。
并且单体和其它原料中含水量应严格控制,其含水量以10-6计。
在离子聚合中溶液聚合方法为主。
本体聚合法中只有低压法HDPE的生产。
在溶液聚合方法中常根据聚合物在溶剂中的溶解情况不同分为均相溶液聚合(常称为溶液法)和非均相溶液聚合(常称为淤浆法)。
溶液聚合法主要用于中压聚乙烯PE、聚丁二烯橡胶(PBR)、聚异戊二烯橡胶(PIPR)、乙-丙橡胶(E-PR)和溶液丁-苯橡胶(SSBR)等的生产。
淤浆法主要用于聚丙烯(PP)和丁基橡胶(PIBR)的生产3、主要原料单体:异丁烯和异戊二烯(质量比为97:3),λ引发剂:三氯化铝浓度为0.2~0.4λ溶剂:氯甲烷λ终止剂:异丙醇λ阻聚剂:TBC(对叔丁基邻苯二酚)λ4、工艺条件聚合温度:﹣100℃~﹣96℃λ聚合压力:0.2Mpa~0.3Mpaλ聚合转化率:80%~90%λ物料在釜内停留时间:30分钟~60分钟λ聚合釜操作周期:24小时~60小时5、主要生产技术特点(1)在低温下进行,-98℃(2)放热反应,反应速度极快,反应难控制(3)反应周期较短,聚合釜切换频繁,操作难度大6、生产流程生产流程图流程简述:精制过的异丁烯和异戊二烯配制成25%氯甲烷的溶液,经两级冷却后由聚合釜底送入聚合釜,催化剂氯化铝经缓冲罐送入聚合釜,两者在聚合釜内迅速发生反应。
反应热由通入聚合釜的冷却列管中的液态乙烯蒸发带走(乙烯丙烯复迭制冷)。
聚合后,含丁基橡胶微粒的淤浆从聚合釜上部导出管溢入闪蒸釜,在搅拌下与热水接触,闪蒸出未反应的单体和溶剂。
聚合物与水的混合物料送入脱气釜,脱除胶中残留的氯甲烷,氯甲烷进行回收循环利用,然后送往胶液罐,再经过脱水筛进行脱水,再经过挤压,干燥,压块,最后进行包装。
在氯甲烷的回收过程中,得到了精制的氯甲烷。
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。
反应特点:⑴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。
⑵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剂失去活性;正丁烷有链转作用;不饱和杂质丁烯-1和丁烯-2则会生成凝胶。
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%,氯甲烷的纯度要>95%7、反应影响因素1. 温度温度高,分子量低;温度低,分子量高。
聚合温度对异丁烯和异戊二烯的共聚反应有很大的影响,温度高聚合物的相对分子质量降低,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,聚合温度必须控制在-100℃以下。
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器和压缩设备,给经济上和操作上都带来很大麻烦。
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。
3.单体浓度(图)有一适宜的浓度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.六、丁基橡胶的用途丁基橡胶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。