丁腈橡胶的生产工艺与技术进展

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1、www.6chem.cn专业化工市场与投资顾问丁腈橡胶的生产工艺与技术进展2.1丁腈橡胶的生产工艺2.1.1丁腈橡胶的生产工艺工业上生产丁腈橡胶采用连续或间歇式乳液聚合工艺，按聚合温度不同，分为热法聚合与冷法聚合两类。冷法聚合的反应温度一般控制在5～15℃，热法聚合则为30～50℃。冷法聚合通常采用连续聚合工艺，热法聚合通常采用间歇聚合工艺。目前世界上生产厂家，如朗盛公司、美国LionCopolymer公司、日本瑞翁公司以及日本合成橡胶公司都采用低温乳聚法。产品类型包括固体丁腈橡胶（固体NBR）、氢化丁腈橡胶（HN

2、BR）、粉末丁腈橡胶（PNBR）、羧基丁腈橡胶（XNBR）以及丁腈橡胶胶乳（NBR胶乳）等。目前世界各国丁腈橡胶生产工艺流程多采用冷法乳液聚合连续生产，其工艺过程与丁苯橡胶类似。主要包括原料配制、聚合、单体回收、胶乳贮存及掺混、胶乳凝聚、干燥及压块包装等工序。①生产时，先将一定比例的丁二烯、丙烯腈混合均匀，制成碳氢相。在乳化剂中加入氢氧化钠、焦磷酸钠、三乙醇胺、软水等制成水相，并配制引发剂等待用。②将碳氢相和水相按一定比例混合后送入乳化槽，在搅拌下经充分乳化后送入聚合釜。③在聚合釜内直接加入引发剂，进行聚合反应，反

3、应热量由列管内液氨蒸发排出。温度控制在30℃或5℃时，转化率可维持在70%～85%。④而后分批加入调节剂，以调节橡胶的分子量。聚合反应进行至规定转化率时，加入终止剂终止反应，并将胶浆卸入中间贮槽。⑤经过终止后的胶浆，送至脱气塔，经三级闪蒸脱除未反应的丁二烯，然后再借水蒸汽加热真空脱出游离的丙烯腈。9/9www.6chem.cn专业化工市场与投资顾问⑥丁二烯经压缩升压后循环使用，丙烯腈经回收处理后再使用。⑦经脱气后的胶浆加入凝聚剂、防老剂及其它助剂后，过滤除去凝胶，用食盐水凝聚成颗粒胶，经水洗后挤压除去水分，再用干燥

4、机干燥，然后包装即得成品橡胶。经干燥后的橡胶含水量应低于1%，成品丁腈橡胶一般每包重25千克。合成丁腈橡胶使用的主要设备有：聚合釜、闪蒸塔、脱气塔、干燥箱、干燥机等。2.1.2丁腈橡胶的生产工艺优缺点冷法（低温）乳液聚合的丁腈橡胶在加工性能上优于高温乳液聚合的丁腈橡胶。冷法乳液聚合工艺优点：1、以水为分散介质，价廉安全；2、聚合体系粘度低，易传热，反应温度易控制；3、尤其适宜于直接使用乳胶的场合。工艺缺点：1、产品中留有乳化剂等，影响产品电性能等；2、要得到固体产品时，乳液需经过凝聚、洗涤、脱水、干燥等工序，成本较

5、高。2.2丁腈橡胶工艺技术进展丁腈橡胶于1930年首先由德国进行研究，在1931年制成丁二烯与丙烯腈的共聚物，发现其具有优异的耐油、耐老化及耐磨等性能。1937年由德国I.G.Faben公司投入工业化生产，以商品名BunaN问世。1941年美国也开始大规模生产。此后不久，一些国家也相继开始生产丁腈橡胶，现在世界上已有很多国家能够生产各种牌号的丁腈橡胶。丁腈橡胶生产工艺普遍采用乳液聚合法，也有研究溶液聚合法的。丁腈橡胶由于分子链间作用力较强，硬度较大，故加工较困难，其中以聚合温度为30℃9/9www.6chem.cn

6、专业化工市场与投资顾问所制得的硬胶最不易加工，需在冷辊上预先塑化后才能操作。工业上常采用更有效地调节分子量的方法，把聚合温度降低至5℃，以减少副反应来改善它的加工性能。另一方面，丁腈橡胶还可通过与多种橡胶如氯丁橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶及合成树脂，如聚氯乙烯、酚醛树脂等共混，使性能得到改进。为了使NBR性能更加符合不同用途制品的要求，各国都相继开发生产了具有特殊性能的NBR新品种，如氢化丁腈橡胶（HNBR）、粉末丁腈橡胶（PNBR）、羧基丁腈橡胶（XNBR）、液体丁腈橡胶等，使得NBR产品形成了系列化、功能

7、化。近年来，世界丁腈橡胶工业技术进展主要体现在完善聚合配方、改进聚合工艺、提高自控水平以及新产品的开发等几个方面。2.2.1聚合配方的完善（1）引发剂通常NBR高温聚合采用过硫酸盐为引发剂，低温聚合采用有机过氧化物为引发剂。使用偶氮引发剂并配以铁盐，可缩短反应时间，提高生产能力。使用过氧异丙基环己基苯为引发剂，聚合10～12h，转化率达到70%，凝聚时1%的氯化钙溶液用量减少到35kg/t，减轻了环境污染，产品性能优良。使用新型活性化合物2-芳基二氢茚酮作为还原剂，可使反应速度提高近l倍。（2）活化剂在水溶液过硫酸

8、钾、二丁基萘磺酸盐和歧化松香皂聚合配方中，向乳化剂溶液加入（按单体计）0.005%～0.15%（质最分数，下同）三乙醇胺活化剂，转化率可达80%～82%，反应器生产能力由12.6～16.5kg（/m3·h）提高到32.3kg（/m3·h)，而且不必提高乳化剂的浓度，回收丁二烯不必精制即可循环利用，其原因是该活化剂对氧不敏感。使用0.2%的新型活性化合物2-芳