合成橡胶-辽宁石化职业技术学院文档.doc

合成橡胶 橡胶的分类与性能 一、橡胶的类型 橡胶:是一种高分子弹性体，它在外力作用下能发生较大的形变，当外力解除后，又能迅速恢复其原来形状。 分类：1.从橡胶的来源分两大类 天然橡胶：由橡胶树中取得，经采集、凝聚、洗涤、干燥等过程即得。 合成橡胶：由小分子化合物聚合而得，一般分为通用橡胶和特种橡胶 2.根据合成橡胶的用途分为 通用橡胶、特种橡胶 二、橡胶的特性 玻璃化温度低，具有高弹性 三、橡胶的硫化与增强 未硫化：大分子是线型或支链型结构，因其制品强度很低、弹性小、遇冷变硬、遇热变软、遇溶剂溶解等，使得制品无使用价值。 橡胶制品必须经过硫化形成网状或体型结构才有实用价值。 对橡胶进行适当的硫化，即可以保持橡胶的高弹性，又可以使橡胶具有一定的强度。同时，为了增加制品的硬度、强度、耐磨性和抗撕裂性，而在加工过程中加入惰性填料（如氧化锌、粘土、白垩、重晶石等）和增强填料（如炭黑）等。 第二节 丁苯橡胶 丁苯橡胶（SBR）：是由1，3-丁二烯与苯乙烯共聚而得的高聚物。 工业生产方法：1.乳液聚合法→主要采用 品种：低温丁苯橡胶、高温丁苯橡胶、低温丁苯橡胶炭黑母炼胶、低温充油丁苯橡胶、高苯乙烯丁苯橡胶、液体丁苯橡胶等。 2.溶液聚合法 品种：烷基锂引发、醇烯络合物引发、锡偶联、高反式等丁苯橡胶。 重点介绍：低温丁苯橡胶的生产工艺技术 一、主要原料 1.1，3-丁二烯 结构式：CH2＝CH－CH＝CH2，最简单的共轭双烯烃 物性：在常温、常压下为无色气体，有特殊气味，有麻醉性，特别刺激粘膜。 来源：由丁烷、丁烯脱氢，或碳四馏分分离而得。 2.苯乙烯 结构式：CH2＝CH－ 物性：无色或微黄色易燃液体，有芳香气味和强折射性。 二、原理与工艺 1.聚合原理 在乳液中按自由基共聚合反应机理进行聚合反应。 2.低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺 （1）典型配方 （2）条件确定 ①分散介质：去离子水，以保证乳液的稳定和聚合产物的质量。 用量：单体量的60%～300%，水量多少对体系的稳定性和传热都有影响，水量少，乳液稳定性差，不利于传热；一般控制单体与水的比值为1∶1.05～1∶1.8（物质量的比）。 ②单体纯度：丁二烯的纯度＞99% 苯乙烯的纯度＞99%，且不含二乙烯基苯。 ③聚合温度：与聚合采用的引发剂体系有关。 低温→氧化-还原引发体系→冷丁苯橡胶 高温→K2S2O8引发剂→反应温度为50℃→热丁苯橡胶，低温产物比高温产物的性能好。 ④转化率与聚合时间： 控制转化率： 60%～70%，多控制在60%左右。 目的：为了防止高转化下发生的支化、交联反应， （3）低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺过程 聚合反应的终点：根据门尼粘度和单体转化率来控制 转化率→是根据取样测定固体含量来计算， 门尼粘度→是根据产品指标要求实际取样测定来确定。 总过程：原料准备、聚合过程、单体回收、分离、后处理等。 聚合设备：多组串联釜（8-10台） 目的：提高反应能力，调节相对分子质量方便 搅拌形式：筐式 传热：-10℃冷冻盐水 终止釜：加终止剂控制转化率 单体回收：胶乳中40%未反应的单体，循环使用。 ①聚合釜的传热问题 工业采用：聚合釜内安装垂直管式氨蒸发器的方法进行冷却。 ②聚合釜搅拌器转速：105～120r/min。 ③单体回收：在闪蒸过程中，为防止胶乳液沸腾产生大量气泡，需要加入硅油或聚乙二醇等消泡剂，并采用卧式闪蒸槽以增大蒸发面积。在脱苯乙烯塔中容易产生凝集物而造成堵塞筛板降低蒸馏效率，因此要定期清洗粘附在器壁上聚合物。为了防止在回收系统产生爆聚物，而采用药剂处理或加入亚硝酸钠、碘、硝酸等抑制剂。 三、丁苯橡胶的结构、性能及用途 1.结构 不饱和烯烃高聚物，玻璃化温度取决于苯乙烯均聚物的含量。物理机械性能。 2.丁苯橡胶的性能 （1）缺点： 强度低，需要加入高活性补强剂后方可使用；热撕裂性能差。 （2）优点：耐磨性、耐热性、耐油性和耐老化性等均比天然橡胶好。 3．丁苯橡胶的用途 按国际合成橡胶生产协会（IISRP）的规定 六大丁苯橡胶系列：1000系列（高温乳聚丁苯胶） 1100系列（高温乳聚丁苯胶炭黑母炼胶） 1500系列（低温乳聚丁苯胶）→为主 1600系列（低温乳聚丁苯胶炭黑母炼胶） 1700系列（低温乳聚充油丁苯胶） 1800系列（低温乳聚丁苯胶炭黑母炼胶） 用途：轮胎工业、汽车零件、工业制品、电线和电缆包皮、胶管和胶鞋等。 顺丁橡胶 顺丁橡胶（BR）：以13-丁二烯为单体，经配位聚合而得到的高顺式聚丁二烯高分子弹性体。 一、主要原料 1.单体 单体1，3-丁二烯 2.引发剂 Li系→组成简单，活性高、用量少，易控制，加工性能差。 Ti系→产物为线型结构，Rp快，相对分子质量分布窄，加工性能不好。 Co系→→支化度高 较好，顺式含量高，相对分子质量分布