化学工艺学小组作业 橡胶生产工艺.ppt
24页
橡 胶 生 产 工 艺11033323 周明光 橡 胶含义含义 橡胶是一种高分子橡胶是一种高分子弹弹性体，在外力作性体，在外力作用下能用下能发发生生较较大的大的形形变变，当外力解除，当外力解除后，又能迅速恢复后，又能迅速恢复其原来形状其原来形状橡橡 胶胶 Rubber 橡 胶 的 类 型天然橡胶天然橡胶树、虫胶、琥珀等合成橡胶由单体合成或天然高聚物改性获得按来源分按来源分类 天然橡胶天然橡胶天天天天然然然然橡橡橡橡胶胶胶胶 是从天然植物中采集出来的一种高弹性材料，经采集、凝聚、洗涤、干燥等过程即得制造各种轮胎以及工业橡胶制品，如胶管、胶带和工业用橡胶杂品；日常生活用品如胶鞋、雨衣以及医疗卫生用品等 合合 成成 橡橡 胶胶通用合成橡胶丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁基橡胶等特种合成橡胶丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶等合成橡胶分合成橡胶分类 人们常用的合成橡胶有丁苯橡胶，顺丁橡胶和氯丁橡胶等合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。
合成橡胶的生产过程合成橡胶的生产过程 丁丁 苯苯 橡橡 胶胶SBR丁苯橡胶：丁苯橡胶：由由1 1，，3-3-丁二丁二烯烯与苯乙与苯乙烯烯共聚而得共聚而得的高聚物，的高聚物，简简称称SBRSBR，是一种，是一种产产量量和消耗量最大的通和消耗量最大的通用橡胶 丁苯橡胶 Emulsion-polymerized styrene butadiene rubber （E-SBR）：白色疏松柱状固体 工工业生生产方法方法溶液聚合溶液聚合乳液聚合乳液聚合 丁丁苯苯橡橡胶胶烷基基锂溶溶液液聚聚 丁丁苯苯橡橡胶胶醇醇烯溶溶液液聚聚 丁丁苯苯橡橡胶胶高高反反式式聚聚1，，4-丁丁苯苯橡橡胶胶锡偶偶联溶溶液液聚聚高高温温丁丁苯苯橡橡胶胶低低温温丁丁苯苯橡橡胶胶黑黑母母橡橡胶胶低低温温丁丁苯苯橡橡胶胶炭炭低低温温充充油油丁丁苯苯橡橡胶胶胶胶炭炭黑黑母母橡橡胶胶低低温温充充油油丁丁苯苯橡橡高高苯苯乙乙烯丁丁苯苯橡橡胶胶液液体体丁丁苯苯橡橡胶胶羧基基丁丁苯苯橡橡胶胶广泛应用广泛应用广泛应用 低温丁苯橡胶的乳液聚合低温丁苯橡胶的乳液聚合 一、主一、主一、主一、主要原料要原料要原料要原料1,3-丁二烯 CH2＝CH－CH＝CH21 最简单的共轭双烯烃。
在常温、常压下为无色气体，性质活泼，容易发生自聚反应，在贮存、运输过程中要加入叔丁邻苯二酚阻聚剂苯乙烯 CH2＝CH－2无色或微黄色易燃液体，化学性质非常活泼，能进行均聚合，也能与其他单体如丁二烯、丙烯腈等发生共聚合反应 二二二二、生产原理与工艺、生产原理与工艺、生产原理与工艺、生产原理与工艺聚合原理------自由基共聚合(radical copolymerization)1 1生产工艺-----典型配方2 2原 料 及 原 料 及 辅 助 材 料 助 材 料配方配方I配方配方II单 体 体丁 二 丁 二 烯7072苯 乙 苯 乙 烯3028相相对分子分子质量量调节剂叔十叔十烷基硫醇基硫醇0.200.16介 介 质水水200195乳 化 乳 化 剂歧化松香酸歧化松香酸钢4.54.62烷基芳基磺酸基芳基磺酸钠0.15－－引引发剂体系体系过 氧 化 物 氧 化 物过氧化氧化氢对孟孟烷0.080.06-0.12活化活化剂还原原剂硫 酸 硫 酸 亚 铁0.050.01雕 白 粉雕 白 粉0.150.04-0.10螯合螯合剂E D T A0.0350.01-0.025缓 冲 冲 剂磷 酸 磷 酸 钠0.080.24-0.45反 反 应 条 件 条 件聚 合 温 度聚 合 温 度55转 化 率， 化 率，%6060聚合聚合时间，，h7-127-10 生产工艺生产工艺----------聚合条件聚合条件3 3单体体纯度：＞度：＞99% 引引发剂：氧化：氧化-还原引原引发体系体系乳化乳化剂：脂肪酸皂或歧化松香酸皂：脂肪酸皂或歧化松香酸皂分子量分子量调节剂：：十二十二烷基硫醇基硫醇聚合温度聚合温度:5℃℃或更低或更低防老防老剂：：对苯二酚苯二酚橡胶油：液橡胶油：液态烃（芳（芳烃、、环烷烃）转化率：化率：60%～～70%，，聚合聚合时间：控制在：控制在7～～12h 工艺流程工艺流程--------原料准原料准备、聚合、聚合过程、程、单体回收、分离、后体回收、分离、后处理等。
理等4 从终止釜流出的终止后的胶液进入缓冲罐然后经过两个不同真空度的闪蒸器回收未反应的丁二烯第一个闪蒸器的操作条件是22～28℃，压力0.04MPa，在第一个闪蒸器中蒸出大部分丁二烯；再在第二个闪蒸器中（温度 27℃，压力 0.03MPa）蒸出残存的丁二烯回收的丁二烯经压缩液化，再冷凝除去惰性气体后循环使用脱除丁二烯的乳胶进入苯乙烯汽提塔（高约10m，内有十余块塔盘）上部，塔底用0.1MPa 的蒸汽直接加热，塔顶压力为12.9kPa，塔顶温度50℃，苯乙烯与水蒸汽由塔顶出来，经冷凝后，水和苯乙烯分开，苯乙烯循环使用塔底得到含胶20%左右的胶乳，苯乙烯含量＜0.1%经减压脱出苯乙烯的塔底胶乳进入混合槽，在此与规定数量的防老剂乳液进行混合，必要时加入充油乳液，经搅拌混合均匀后，送入后处理工段混合好的乳胶用泵送到絮凝器槽中，加入24%～26%食盐水进行破乳而形成浆状物，然后与浓度0.5%的稀硫酸混合后连续流入胶粒化槽，在剧烈搅拌下生成胶粒，溢流到转化槽以完成乳化剂转化为游离酸的过程，操作温度均为55℃左右。
从转化槽中溢流出来的胶粒和清浆液经振动筛进行过滤分离后，湿胶粒进入洗涤槽用清浆液和清水洗涤，操作温度为40～60℃洗涤后的胶粒再经真空旋转过滤器脱除一部分水分，使胶粒含水低于20%，然后进入湿粉碎机粉碎成5～50mm 的胶粒，用空气输送器送到干燥箱中进行干燥干燥箱为双层履带式，分为若干干燥室分别控制加热温度，最高为90℃，出口处为70℃履带为多孔的不锈钢板制成，为防止胶粒粘结，可以在进料端喷淋硅油溶液，胶粒在上层履带的终端被刮刀刮下落入第二层履带继续通过干燥室干燥干燥至含水＜0.1%然后经称量、压块、检测金属后包装得成品丁苯橡胶 流程说明流程说明5聚合系统：8～12台聚合釜串联反应终点：根据门尼粘度和单体转化率来控制转化率：根据取样测定固体含量来计算门尼粘度：根据产品指标要求实际取样测定来确定搅拌形式：框式传热：在聚合釜内安装垂直管式氨蒸发器干燥：双层履带式氨气液氨聚合釜TRCA蓄集器管道 单体回收注意问题单体回收注意问题6产生泡沫生泡沫 加入硅油或聚乙二醇等消泡剂产生凝集物生凝集物定期清洗定期清洗粘附在器壁粘附在器壁上聚合物；上聚合物；设置两个脱置两个脱苯乙苯乙烯塔切塔切换使用使用产产生爆聚物生爆聚物生爆聚物生爆聚物 采用采用药剂处理或加入理或加入亚硝酸硝酸钠、、碘、硝酸等碘、硝酸等抑制抑制剂 三、丁苯橡胶的结构、性能及用途三、丁苯橡胶的结构、性能及用途丁苯橡胶的结构典型丁苯橡胶的典型丁苯橡胶的结结构特征构特征丁苯橡胶丁苯橡胶类型型宏宏观结构构微微观结构构支化支化凝胶凝胶MnMnHIHIPSPS，，% %顺式式反式反式乙乙烯基基低温乳液聚合丁苯橡胶低温乳液聚合丁苯橡胶高温乳液聚合丁苯橡胶高温乳液聚合丁苯橡胶中等中等大量大量少量少量多多1000001000001000001000004-64-67.57.523.523.523.423.49.59.516.616.6555546.346.3121213.713.7 是一种不是一种不饱和和烯烃高聚物，其玻璃化温度取高聚物，其玻璃化温度取决于苯乙决于苯乙烯均聚物的含量。
均聚物的含量 丁苯橡胶的性能优点点 胶料不易胶料不易烧焦焦和和过硫；高温耐磨硫；高温耐磨性好，适用于乘用性好，适用于乘用胎；加工胎；加工过程中不程中不易易过炼，可塑度均，可塑度均匀，硫化橡胶硬度匀，硫化橡胶硬度变化小；充油橡胶化小；充油橡胶的加工性能好；容的加工性能好；容易与其他橡胶并易与其他橡胶并性 能缺点缺点 强度低，需加高活性补强剂；加配合剂难度大；滞后损失大，生热高，弹性低，耐寒性也稍差，但充油后可以降低生热；热撕裂性能差 汽车零件电线和和电缆包皮包皮胶管和胶鞋胶管和胶鞋 橡胶的用途橡胶的用途 。
