丁苯橡胶的生产工艺与技术路线的选择

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1、www.6chem.cn丁苯橡胶的生产工艺与技术路线的选择丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯两种单体经共聚合反应而生成的弹性体共聚物。按聚合工艺方法可分为乳聚丁苯橡胶(ESBR)和溶聚丁苯橡胶(SSBR)两大类。从聚合机理来看，ESBR是自由基聚合，而SSBR是采用阴离子活性聚合。ESBR的发展已过鼎盛时期，而SSBR的发展目前正处于稳步上升阶段。2.1丁苯橡胶的分类及品种2.1.1乳聚丁苯橡胶的生产工艺乳聚丁苯橡胶(ESBR)的生产历史悠久，乳聚丁苯橡胶是通过自由基聚合得到的，在20世纪50年代以前，均是高温丁苯橡胶，1937年由德国

2、Farben公司首先实现工业化，它是当前合成橡胶中生产能力最大的品种。50年代初才出现了性能优异的低温丁苯橡胶。目前所使用的乳聚丁苯橡胶基本上为低温乳聚丁苯橡胶。羧基丁苯橡胶是在丁苯橡胶聚合过程中加入少量(1～3％)的丙烯酸类单体共聚而制成。其力学性能和耐老化性能等较丁苯橡胶好。但这种橡胶吸水后容易早期硫化，工艺上不易掌握。高苯乙烯丁苯橡胶是将苯乙烯含量为85～87％的高苯乙烯树脂胶乳与丁苯橡胶(常用SBR1500)胶乳以一定比例混合后经共凝得到的产品。……1、工艺流程简述原料丁二烯和苯乙烯按一定比例用量配成碳氢相液，在多台串

3、联聚合釜中于5～8℃，在有氧化还原催化体系的水乳液介质存在下，进行自由基共聚合反应。介质中除水、乳化剂外，有引发剂、活化剂、分子量调节、电解质等助剂。当聚合反应6～10小时，聚合转化率达60～62%时，可加入终止剂使聚合反应终止。所得胶乳经闪蒸脱气工序回收未反应的丁二烯和苯乙烯单体后，再加入防老剂和高分子凝聚剂，……www.6chem.cn低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺流程如图2.1所示。图2.1乳液聚合生产丁苯橡胶工艺流程图……如生产充油胶，则需在胶乳中加入定量的高芳烃油或环烷烃油，充分混合后，送去凝聚，后续工序同上。表2.1

4、典型低温乳液聚合生产丁苯橡胶配方表2、聚合配方及聚合工艺条件……3、主要生产设备乳聚丁苯橡胶生产过程中主要设备是聚合釜闪蒸槽、脱气塔和后处理工序通用的“两机”(挤压脱水机和膨胀干燥机组)。目前国内采用的聚合釜体积有12、20、30、45m3等多种，每条聚合生产线在4.0～4.5万吨/年，需配备聚合釜16～20台。釜径为2500～3100mm、径/高为1/1.0～1.8、换热总面积为113～160m3（单位体积换热为3.56～3.78m2/m3），搅拌浆型为框式或布鲁马金式，釜电机功率为30～45千瓦，搅拌转数为73～www.6

5、chem.cn100转/分。闪蒸槽为卧式，材质碳钢，最好用玻璃衬里。脱气塔为筛板塔，塔内装塔板7～11块，板上有直径4～5mm小孔，呈三角形排列。塔体材质为碳钢，塔板和输送胶乳管线；……2.1.2溶聚丁苯橡胶的生产工艺20世纪60年代中期，由于阴离子聚合技术的发展，溶聚丁苯橡胶（SSBR）开始问世。它是采用阴离子型(丁基锂)催化剂，使丁二烯与苯乙烯进行溶液聚合的共聚物。根据聚合条件和所用催化剂的不同，可以分为无规型和无规嵌段型两种。溶聚丁苯橡胶的聚合方法有添加无规剂法、调节单体加入速度法、恒定单体相对浓度法以及高温共聚法四种，

6、工业生产通常采用添加无规剂和高温共聚两种方法。1、添加无规剂法在丁二烯和苯乙烯共聚体系中，当醚类、胺类等极性物质存在时，苯乙烯相对反应活性的提高改变了它的竞聚率，可使其在反应初期即能与丁二烯共聚，这些极性物质即为无规剂。……2、调节单体加入速度法Phillips生产工艺在锂系引发剂的共聚体系中，每次只加入少量的丁二烯和苯乙烯，或连续加入两种单体，控制进料速度低于反应速度，使加入的单体在新单体加入前即已反应完毕，可使单体相对反应活性较低的苯乙烯也全部参与反应，且能较均匀地分布于大分子链上。……3、恒定单体相对浓度法www.6ch

7、em.cn为防止相对反应活性较小的苯乙烯在反应体系中不断积累，以至生成聚苯乙烯嵌段，故采用向反应系统中不断补加丁二烯的方法，以使丁二烯和苯乙烯两者的相对浓度维持恒定。若将单体中苯乙烯浓度控制在55.5～70.2%，则共聚物中的苯乙烯浓度可相应保持在15～25%。Firestone公司的专利报导，若按4～5次补加丁二烯，可得苯乙烯含量为16～19%的无规共聚物。……恒定单体相对浓度法要求配置能及时分析反应系统中单体浓度的精密仪器，并具有高度自动化手段，以准确调节丁二烯的添加量。一般操作中，只能分几次补加单体。……4、高温共聚法在

8、130～160℃下进行共聚反应时，可使丁二烯和苯乙烯的竞聚率相接近，制得仅含1～2%聚苯乙烯嵌段的无规SSBR。此法既可采用连续操作，也可采用间歇操作。……5、原料及公用工程消耗以5万吨/年SSBR生产装置所需原料及公用工程消耗、主要物料消耗见下表。表2.2SSBR原料及公用