资源描述
Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,高材(o ci)课程设计,第一页，共18页。,乳液丁苯制备(zhbi)工艺设计,要求(yoqi),乳液丁苯胶制备工艺（设计过程(guchng)及要求如前题）,第二页，共18页。,通用型乳液丁苯,苯乙烯含量(hnling)23.5%,Tg=-57-52,低温(dwn)乳液丁苯橡胶的合成,组分；配方(pi fng)；工艺条件,第三页，共18页。,第四页，共18页。,丁苯乳液聚合典型(dinxng)配方及反应条件,原料及辅助材料,冷法,热法,单体,丁二烯（重量）,苯乙烯（重量）,72,28,71,29,分子量调节剂,叔-十二碳硫醇,0.16,0.50,反应介质,水,195,190,脱氧剂,保险粉,0.025-0.04,乳化剂,脂肪酸钠,5,歧化松香酸钠,4.62,引,发,剂,体,系,过氧化物,K,2,S,2,O,8,0.3,对孟烷过氧化氢,0.06-0.12,活,化,剂,还原剂,硫酸亚铁,0.01,刁白块,0.04-0.10,螯合剂,EDTA,0.01-0.025,电解质,K,3,PO,4,0.24-0.45,终止剂,二甲基二硫代氨基甲酸钠,0.10,NaNO,2,0.02-0.04,Na,2,Sx,0.02-0.05,其他,多乙多胺0.02,氢醌0.1,反应条件,聚合温度C,5,50,转化率(%),60,72,聚合时间(小时),7-10,12,第五页，共18页。,各组分作用(zuyng)及要求,水,去离子软水;,水中钙、镁离子与乳化剂生成(shn chn)不溶于水的盐,用量超过两种单体的体积,分子量调节剂,通过(tnggu)链转移反应调节丁苯胶分子量、分子量分布,防止产生支化和凝胶.,叔-十二碳硫醇 常用的调节剂,第六页，共18页。,脱氧剂,消除带入聚合体系中氧的阻聚(或延迟(ynch)作用.,连二硫酸钠 除氧剂(保险粉)冷法乳聚丁苯,乳化剂,作用(zuyng),聚合前:分散乳化单体形成单体液滴,形成胶束,和增溶胶束,形成稳定的单体乳化液;,聚合后:吸附胶乳(jior)离子表面,稳定保护胶乳(jior)离子,防止并合和减少终止几率,并有良好的稳定性,第七页，共18页。,常采用的乳化剂:C12-C18的脂肪酸钾(或钠)皂;,岐化松香酸钾(或钠)皂;,以上两种物质的混合;,皂的烃基结构、链长、盐的碱金属种类、配比,聚合(jh)速度、乳胶粒大小,乳化剂用量CMC,引发(yn f)剂体系,氧化-还原(hun yun)引发体系-20低温引发,第八页，共18页。,建立和选择有效的氧化-还原引发(yn f)剂体系是关键核心,适宜的氧化剂+还原(hun yun)剂+助还原(hun yun)剂 氧化还原(hun yun)循环,工业(gngy)上称作:活化剂,氧化剂,对孟烷过氧化氢,还原剂,硫酸亚铁盐,第九页，共18页。,氧化(ynghu)-还原引发:,上述(shngsh)体系用于丁苯乳聚将产生如下问题:,产生一个可供引发的RO*自由基,要消耗一个Fe2+;,要想提高反应速率或高转化率 加入很多亚铁盐,过多的铁离子残留在橡胶(xingjio)中 耐老化性能,色泽;,反应均匀性,第十页，共18页。,聚合时亚铁盐一次投入 反应速度过快 无法控制,Fe2+过早耗尽(ho jn)聚合早停止,转化率低,加入亚铁盐过多 Fe2+的氧化,使产生(chnshng)的RO*重新消失,导致(dozh)反应速度降低,分子量增大,分子量分布变宽.,第十一页，共18页。,电解质,作用(zuyng),降低(jingd)CMC浓度;,减小乳胶(rjio)粒表面张力,降低胶乳黏度，提高胶乳流动性,第十二页，共18页。,常用(chn yn)的电解质,强酸与强碱形成(xngchng)的盐;弱酸和弱碱形成(xngchng)的盐,电离(dinl)常数大、价廉,如KCl,除电解质作用外,还对胶乳pH值有,缓冲作用,有利于胶乳后处理过程,(回收单体)中的稳定性,终止剂,当转化率达到一定程度,加入终止剂,作用,破坏尚未反应引发剂;,消除存在的自由基,防止产生低分子量、支化、交联,第十三页，共18页。,苯乙烯/丁二烯自由基共聚合:,Bs 受温度(wnd)影响不大,进料浓度(nngd)B/S=70:30 丁二烯单元为主(75%),苯乙烯无规分布,丁苯橡胶,转化率的控制(kngzh),一般转化率控制在75%以下(典型的生产工艺指标60%左右),避免长序列苯乙烯嵌段形成,(3)聚合工艺,共聚合,第十四页，共18页。,乳液丁苯胶制备工艺（设计过程(guchng)及要求如前题）,实际(shj)生产中:,连二硫酸钠 除氧剂(保险粉)冷法乳聚丁苯,工艺(gngy)条件,降低(jingd)CMC浓度;,苯乙烯含量不受转化率影响(含量23%左右),丁二烯(M1)/苯乙烯(M2)5自由基乳液聚合,低温(dwn)乳液丁苯橡胶的合成,5%具有最佳综合性能(xngnng),强酸与强碱形成(xngchng)的盐;弱酸和弱碱形成(xngchng)的盐,乳液丁苯制备(zhbi)工艺设计,第十五页，共18页。,苯乙烯无规分布,强酸与强碱形成(xngchng)的盐;弱酸和弱碱形成(xngchng)的盐,工艺(gngy)条件,8-12聚合(jh)釜串联,建立和选择有效的氧化-还原引发(yn f)剂体系是关键核心,缓冲作用,有利于胶乳后处理过程,工业(gngy)上称作:活化剂,乳液丁苯制备(zhbi)工艺设计,工业(gngy)上称作:活化剂,电离(dinl)常数大、价廉,强酸与强碱形成(xngchng)的盐;弱酸和弱碱形成(xngchng)的盐,工艺条件,共聚物组成及门尼黏度 聚合反应终点,聚合后:吸附胶乳(jior)离子表面,稳定保护胶乳(jior)离子,二甲基二硫代氨基甲酸钠,要想提高反应速率或高转化率 加入很多亚铁盐,主要控制(kngzh)条件,聚合(jh)温度5;压力4102-5102 kPa;聚合(jh)转化率60%;,8-12聚合(jh)釜串联,(4)主要影响因素(yn s)和控制,单体纯度,丁二烯/苯乙烯纯度各要求99%和99.6%,共聚单体的配比,丁二烯(M1)/苯乙烯(M2)5自由基乳液聚合,r1=1.38;r2=0.64 丁二烯活性 苯乙烯,第十六页，共18页。,共聚物组成随转化率提高而不断改变(gibin)设法控制,丁苯橡胶性能(xngnng)表明,苯乙烯含量在23.5%具有最佳综合性能(xngnng),工艺(gngy)条件,共聚进料丁二烯/苯乙烯=72/2870/30;,单体转化率为60%以前,苯乙烯含量不受转化率影响(含量23%左右),聚合终点的确定与控制,共聚物组成及门尼黏度 聚合反应终点,例如,转化率未达到60%,门尼值已达到,必须停止聚合,第十七页，共18页。,实际(shj)生产中:,协调分子量调节剂及引发剂用量 控制(kngzh)转化率60%,产物门尼黏度,聚合温度(wnd)的控制,聚合温度,影响聚合速度,调节剂硫醇消耗速度,产品物性,冷法丁苯乳聚聚合温度 50.5,第十八页，共18页。,
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