溶液聚合和乳液聚合的生产工艺流程.pdf

第26卷 第10期 CHINA RUBBER 赵光贤 溶液聚合和乳液聚合的生产工艺流程 根据合成条件（包括单体形状、介质物态）的不 同，合成橡胶的聚合可分为本体聚合、气相聚合、乳 液聚合及溶液聚合等四种 本体聚合虽具有所得聚 合物纯度高，无需脱气、脱水、后处理等优点，但散 热困难、聚合速度慢，对橡胶合成并不适用（但适用 于某些高分子材料，如有机玻璃的合成） 气相聚合 虽然后处理简单，像单体回收、溶剂/稀释剂回收、脱 水及干燥等步骤均可省略， 但不适合C4以上的非 气态单体 在弹性体聚合中应用有限，只适用于三 元乙丙橡胶 所以在橡胶合成中，大量使用的还是 乳液聚合和溶液聚合 一、溶液聚合 泛指将单体溶解在溶剂中，加入引发剂后进行 聚合的反应过程 该法的优点是易于散热、控制反 应过程、溶液的粘度低、易于提纯、便于分子量调 节 缺点是使用溶剂后使单体的浓度降低，易于产 生链转移、平均分子量较低、溶剂难以除尽，以及使 用溶剂成本相对高于乳液聚合等 如果所得聚合物 （合成橡胶）不溶于溶剂，则会随着反应的进行而沉 淀下来，被称为“沉淀聚合”，所得聚合物分子量较 高，均匀性也较好 但此种理想状况在橡胶合成中 不存在。

可行的方法是将聚合物倾入不能溶解单体 的溶剂中而沉淀析出，沉淀物经过干燥、除气等一 系列后处理，得到合成胶 溶聚丁苯胶（SSBR）普遍采用以烷基锂为引发剂 的负离子聚合体系，主材料（单体）方面使用纯度为 99%～99.5%的丁二烯和苯乙烯， 溶剂为环己烷或己 烷 现以其为例，简单介绍溶液聚合生产工艺流程 1.聚合采取单釜间歇式聚合或多釜连续聚合 基本工艺条件为； 聚合温度50℃～100℃， 时间 20min，聚合周期60min，所用偶联剂为四氯化硅，单 体转化率100% 2.脱液闪蒸 当温度为90℃～100℃时加入防老 剂，将胶液浓缩到20%时进行闪蒸脱溶剂 3.掺混将闪蒸后的浓胶液转到缓冲罐，进行不 同批次的掺混，使掺后的性能达到技术指标 4．凝聚 采取双釜或三釜（每釜容积为50立方 米）为一批，进行凝聚 凝聚器内的搅拌器为450折 叶桨，胶/液比要求达到6～8∶1 如果采用双釜的话， 要求1号釜温度保持85℃～88℃，2号釜保持96℃～ 105℃ 5.处理 凝聚好的物料经过分离后仍含溶剂 50%，再用挤压式脱液机脱除溶剂机头的温度要求 达到160℃～180℃，再经热风输送、干燥 最后使挥 发份总量降到1%以下。

二、乳液聚合 乳液聚合是目前含丁二烯或其衍生物（如氯丁 二烯）共聚橡胶（包括乳聚丁苯、丁腈、氯丁等胶种） 广泛使用的聚合方法 早期的乳聚合成胶采用较高 的聚合温度 （40℃～50℃），20世纪60年代初中期， 改用低温（5℃）聚合后，所得产品被称为“低温丁 苯” 现以国产低温丁苯胶为例，介绍其聚合工艺过 程 主体原材料是以新鲜丁二烯（纯度99.5%以上） 与回收丁二烯（浓度84%以上）配制成浓度为95% 的混合丁二烯 苯乙烯的纯度要求与丁二烯相同 乳化剂由松香酸、脂肪酸钠皂配制而成 （1）在单体丁二烯和苯乙烯按比例配成的混合 物中按配比加入水和乳化剂，进行乳化 （2）将乳化 后乳液送入聚合釜，开始聚合反应，聚合温度控制 在5℃～10℃ （3）当转化率达到60%时，加入终止 剂，终止反应 （4）进行后处理，包括加热、脱水，大 致与溶液聚合相同 低温丁苯胶投产后，深受橡胶行业的欢迎 原 因是低温丁苯无论加工性能或做成产品后的使用 性能都明显优于高温丁苯 包括拥有较低的生胶粘 度 （无需长时间机械塑炼， 更无需长时间的热塑 炼）；无凝胶或者即使有含量也很低，这样可免除机 械塑炼的多次薄通， 或采用热塑炼所浪费的能源、 人力和宝贵的时间。

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