高分子材料与工程毕业论文开题报告-年产50000吨丁苯橡胶（低温乳液聚合）合成工艺设计

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1、毕业设计开题报告设计题目：年产50000吨丁苯橡胶（低温乳液聚合）合成工艺设计学生姓名：熊勇班级：高分子131学号：__1310202124专业:高分子材料与工程指导教师：刘方2017年3月20日91．本课题的目的、意义及国内外研究进展（2500字左右）1.1本课题的目的和意义丁苯橡胶和其他通用橡胶一样，是一种不饱和的烃类高聚物。能溶解于大部分溶解度相近的烃类溶剂中，而硫化胶仅能溶胀。光对丁苯橡胶老化作用不明显，与一般通用橡胶相比，丁苯橡胶具有如下优点：低温乳聚丁苯橡胶具有胶料不易焦烧和过硫，硫化平坦性好；耐磨性

2、、耐热性、耐油性和耐老化性能等均比天然橡胶好。加工中分子量降到一定程度后不再降低，因而不易过炼；可塑度均匀很容易与其它不饱和通用橡胶并用，尤其是与天然橡胶和顺丁橡胶并用，经配方调整可以克服丁苯橡胶的缺点。乳液丁苯橡胶与天然橡胶的并用得到非常广泛的应用[1]。加入少量天然橡胶能改善丁苯橡胶的黏性和工艺性能；丁苯橡胶与顺丁橡胶并用可改进顺丁橡胶的加工性能、抗切割性，同时增加丁苯橡胶的弹性、耐磨性等，在轮胎胎面胶中使用较多。丁苯橡胶与氯丁橡胶并用可改进其耐化学性和耐油性；而且，低温乳聚丁苯橡胶还可以与其他合成橡胶并用，

3、在汽车工业、电器、制鞋等行业均有广泛的应用，使用范围仅次于天然橡胶。[2]本课题是采用低温乳液聚合工艺生产丁苯橡胶，并得到性能优异的丁苯橡胶。学生通过本项目设计，能掌握高分子合成工艺工程设计方法，提高学生工程设计能力。1.2国内外研究进展1.2.1发展概况丁苯橡胶是最早工业化的合成橡胶。1933年德国I.G.Farben公司采用乙炔合成路线首先研制出乳液聚合丁苯橡胶（简称乳聚丁苯橡胶），并于1937年开始工业化生产，商品名为BunaS。美国则以石油为原料，于1942年生产了丁苯橡胶，称为GR-S。苏联于1949年

4、也开始了丁苯橡胶的生产。[3]50年代初，出现了性能优异的低温丁苯橡胶。目前，低温乳聚丁苯橡胶约占整个乳聚丁苯橡胶的80%。60年代中期，随着阴离子聚合技术的发展，溶液聚合丁苯橡胶开始问世。随着合成橡胶技术的不断发展，自1951年出现充油丁苯橡胶之后，又出现了丁苯橡胶炭黑母炼胶、高苯乙烯丁苯橡胶等品种。目前，丁苯橡胶的产量约占整个合成橡胶生产量的55%，约占天然橡胶和合成橡胶总产量的34%。在合成橡胶中，丁苯橡胶仍是产量和消耗量最大的胶种。。乳液丁苯橡胶是一种通用型合成橡胶。由于其生产原料丰富，成本低廉9，用途广

5、泛，生产技术也较成熟，自1933年开始生产后，发展极快，现已成为合成橡胶中产量最大的一个品种。1.2.2工业生产方法乳聚丁苯橡胶的典型工艺流程一般以冷法丁苯聚合为代表。其生产工艺大体上分为：单体贮存与混合、助剂配制、聚合、未反应单体的回收、胶乳的掺杂、凝聚及后处理。整个生产工艺流程如图1.[4]1.2.2.1原料配制原料丁二烯与一定量的回收丁二烯混合后，用浓度为10%～15%的氢氧化钠水溶液于30℃进行喷淋以脱除所含阻聚剂，再与溶有规数量调节剂——叔十二烷基硫醇的苯乙烯在管线中混合，然后与乳化剂混合液（包括乳化剂

6、、电解质、除氧剂、去离子水）等在管线混合后进入冷却器，冷却至10℃。然后与活化剂溶液（包括还原剂、络合剂）进行混合，从第一聚合釜的底部进入聚合系统，氧化剂则直接从釜底进入。[7]1.2.2.2聚合聚合系统由8～12个聚合釜串联组成，反应温度5～7℃，操作压力0.25MPa，平均停留时间7～10h，控制末釜聚合转化率（60±2）%。由最后一台聚合釜流出的胶乳进入串联的5台终止釜，根据转化率测定数据向其中一台注入终止剂溶液。加入终止剂的胶乳进入缓冲罐，然后送入单体回收系统。然后进行掺混，后处理。1.2.3低温乳聚丁苯

7、橡胶的配合与加工配合的原则是应能满足产品的性能要求，胶料的焦烧时间要适当，现有设备能够能够工，产品的成本降低等。丁苯橡胶的配合基本上与天然橡胶类似。1.2.3.1硫化体系传统的硫磺硫化体系使硫化胶产生以多硫键为主的交联结构，并存在游离硫，从而降低了硫化胶的耐热老化性能和抗压缩永久变形性能等。为改善这些性能，就要少用硫磺，使其仅参与有效交联，这种低硫高促硫化体系称为有效硫化体系。用硫磺给予体代替部分硫磺的硫化体系称半有效硫化体系。但由于促进剂价格高，通常丁苯橡胶中没有采用纯有效硫化体系的，而是采用成本和性能均佳的半

8、有效硫化体系。[8]1.2.3.2补强与填充体系未加填料的纯丁苯硫化胶的强力很低，没有实用价值，只有加入补强剂后才具有良好的物理机械性能。补强剂中以炭黑最优。91.2.4丁苯橡胶的塑炼丁苯橡胶可以通过调节平均分子量来改善其加工性能，一般来说，丁苯橡胶的门尼粘度多在35—60之间。因此丁苯橡胶也可不用塑炼。但实际上经过塑炼后，可增进配合剂的分散性，有助于提高产品质量。特别是