丁苯橡胶聚合反应釜.doc

高分子材料课程设计 学院：装备制造学院 班级：复材1102 姓名：梁笑微 学号：110690208 指导老师：白咏梅 日期：2014.1.6 PAGE 1 - 目录 TOC \o 1-3 \h \u 7750 一、有关设计的产品和原料概述 - 3 - 4412 1.1设计题目 - 3 - 32758 1.2丁苯橡胶的概述 - 3 - 16005 1.3丁苯橡胶的原料和助剂 - 3 - 15085 1.4低温乳液聚合的生产原理 - 4 - 560 1.4.1 聚合原理 - 4 - 933 1.4.2低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺条件 - 5 - 6530 二、丁苯橡胶的生产工艺流程 - 6 - 21842 三、 设计介绍 - 6 - 32558 3.1设计题目 - 6 - 30597 3.2 设计参数和技术特性指标 - 7 - 2347 四、夹套式反应釜总体结构 - 7 - 3816 4.1 罐体几何尺寸计算 - 8 - 3475 4.1.1 确定筒体内径 - 8 - 3475 4.1.2确定釜体封头尺寸 - 8 - 3475 4.1.3 釜体实际容积 - 9 - 五、反应釜传热装置 3475 - 10- 六、搅拌装置设置 3475 - 12- 12887 七、反应装置的传动装置设计 - 13 - 22997 7.1电动机的选择 - 14 - 7.2、减速器的选择 -14- 21942 7.3轴封的选择 - 16 - 6710 八、 反应装置的附件选型以及尺寸设计 - 18 - 14016 8.1 管法兰尺寸的设计 - 18 - 11188 8.2釜体法兰联接结构的设计 - 19 - 4885 8.2.1 法兰的设计 - 19 - 22631 8.2.2 密封面形式的选型 - 20 - 27519 8.2.3 垫片的设计 - 20 - 18624 8.2.4 螺栓、螺母和垫圈的尺寸规格 - 20 - 28235 8.3人孔的选用 - 21 - 755 结束语 - 22 - 一、有关设计的产品和原料概述 1.1设计题目 丁苯橡胶聚合反应釜的设计 1.2丁苯橡胶的概述 丁苯橡胶是丁二烯与苯乙烯经共聚合得到的弹性体。英文缩写SBR。其中丁二烯可以顺式－1，4结构，反式－l，4结构和1，2结构存在于分子链中。其结构式为： ～CH-CH2-CH2-CH=CH-CH2～ ????　　　　　　　　 | ????　　　　　 C6H5 按聚合方法分为乳液丁苯和溶液丁苯胶，填充改性后又分为充油、充炭黑、充树脂丁苯胶等。丁苯胶中苯乙烯含量增加，密度与硬度增大，介电性改善，但耐油性、弹性、塑性和耐寒性降低。耐磨性、 耐老化性 、耐水性和气密性优于天然橡胶，粘合性、弹性和形变发热量低于天然橡胶[1]。丁苯橡胶综合性能优良，是合成橡胶的第一大品种，产量占合 成橡胶的60%。 1.3丁苯橡胶的原料和助剂 丁苯橡胶由苯乙烯和丁二烯共聚合成，苯乙烯和丁二烯的物理性质如下： 表1—4 苯乙烯和丁二烯的物理性质 物质 分子式 熔点(℃) 沸点(℃) 密度g/cm3 颜色、气味、状态（常温） 其它 苯乙烯 C6H5-CH=CH2 -33 146 9090 (20/4℃) 无色有芳香气味液体 不溶于水，溶于乙醇和乙醚，能与其他单体聚合，有强折射性 丁二烯 CH2=CH-CH=CH2 -108.9 -4.45 6211 (20℃) 无色，有特殊气味，气体 性活泼，易起聚合反应，有麻醉性，特别刺激黏膜。 表1—5 助剂 助剂名称 活性剂 乳化剂 防老剂 硫化剂 补强剂 氧化剂 还原剂 促进剂 分子量调节剂 物质 氧化锌 歧化松香酸甲皂 Ｎ－苯基－β－萘胺 硫磺 炭黑 过氧化氢对锰烷 硫酸亚铁 噻唑类、 叔十二碳硫醇 1.4低温乳液聚合的生产原理 1.4.1 聚合原理 丁二烯与苯乙烯在乳液中按自由基共聚合反应机理进行聚合反应。其反应式 与产物结构式为： mCH mCH2=CH-CH=CH2+ n CH=CH2 -[-CH—CH2-]n[-CH2-CH=CH-CH2-]m-- 在典型的低温乳液聚合共聚物大分子链中顺式约占9.5%，反式约占55%，乙烯基 约占12%。如果采用高温乳液聚合，则其产物大分子链中顺式约占16.6%，反式约占46.3%，乙烯基约占13.7%[5]。 乳聚丁苯橡胶属于乳液法链式自由基聚合机理。整个聚合过程分为链引发、链增长、链转移和链终止四个步