合成橡胶的生产过程课件

04一月2023合成橡胶的生产过程27十二月2022合成橡胶的生产过程1知识目标能力目标1学习掌握橡胶的分类、性能及应用2橡胶、氯丁橡胶等的生产技术、性能及应用掌握丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙能根据需要正确选择生产方法，并指导具体生产过程，合理确定工艺条件知识目标能力目标1学习掌握橡胶的分类、性能及应用2橡胶、氯丁2

第一节概述

橡胶是一种高分子弹性体，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。含义第一节概述橡胶是一种高3一、橡胶的类型按来源分类天然橡胶天然橡胶树、虫胶、琥珀等合成橡胶由单体合成或天然高聚物改性获得第一节概述一、橡胶的类型按来源分类天然橡胶合成橡胶第一节概述4一、橡胶的类型是从天然植物中采集出来的一种高弹性材料，经采集、凝聚、洗涤、干燥等过程即得。

制造各种轮胎以及工业橡胶制品，如胶管、胶带和工业用橡胶杂品；日常生活用品如胶鞋、雨衣以及医疗卫生用品等。

天然橡胶第一节概述一、橡胶的类型是从天然植物中采集出来的一种高5一、橡胶的类型天然橡胶牛筋底，网状填充给鞋帮提供最大限度的透气性

天然橡胶手套(棉/腈内衬)第一节概述一、橡胶的类型天然橡胶牛筋底，网状填充给鞋帮6一、橡胶的类型按用途分类日常用品轮胎、胶带、胶管、胶鞋等工业制品如胶辊、胶布、胶板、油封等第一节概述一、橡胶的类型按用途分类日常用品工业制品第一节概述7一、橡胶的类型合成橡胶分类通用合成橡胶丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁基橡胶等特种合成橡胶丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶等第一节概述一、橡胶的类型合成橡胶分类通用合成橡胶特种合成橡胶第一节8一、橡胶的类型

人们常用的合成橡胶有丁苯橡胶，顺丁橡胶和氯丁橡胶等。合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。第一节概述一、橡胶的类型人们常用的合成橡胶有丁苯橡胶，9一、橡胶的类型轮胎制品第一节概述一、橡胶的类型轮胎制品第一节概述10一、橡胶的类型工业制品第一节概述一、橡胶的类型工业制品第一节概述11二、橡胶的特性玻璃化温度低具有高弹性几种主要橡胶的玻璃化温度及使用温度范围第一节概述二、橡胶的特性玻璃化温度低具有高弹性几种主要橡胶的玻璃化温度12加入惰性填料、增强填料等。使线型橡胶分子交联形成立体网状结构。制品强度很低、弹性小、遇冷变硬、遇热变软、遇溶剂溶解等，无使用价值。三、橡胶的硫化与增强硫化目的增强方法硫化实质第一节概述加入惰性填料、增强填料等。使线型橡胶分子交联形成立体网状结13四、合成橡胶的生产过程第一节概述四、合成橡胶的生产过程第一节概述14

第二节丁苯橡胶SBR丁苯橡胶：

由1，3-丁二烯与苯乙烯共聚而得的高聚物，简称SBR，是一种产量和消耗量最大的通用橡胶。第二节丁苯橡胶SBR丁苯橡胶：15概述第二节丁苯橡胶溶液聚合乳液聚合工业生产方法胶炭黑母橡胶低温充油丁苯橡低温丁苯橡胶低温充油丁苯橡胶高温丁苯橡胶黑母橡胶低温丁苯橡胶炭高苯乙烯丁苯橡胶液体丁苯橡胶羧基丁苯橡胶醇烯溶液聚丁苯橡胶丁苯橡胶烷基锂溶液聚丁苯橡胶高反式聚1，4-丁苯橡胶锡偶联溶液聚广泛应用概述第二节丁苯橡胶溶液聚合乳液聚合工16低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶一、主要原料1,3-丁二烯

CH2＝CH－CH＝CH21苯乙烯

CH2＝CH－2最简单的共轭双烯烃。在常温、常压下为无色气体，性质活泼，容易发生自聚反应，在贮存、运输过程中要加入叔丁邻苯二酚阻聚剂。无色或微黄色易燃液体，化学性质非常活泼，能进行均聚合，也能与其他单体如丁二烯、丙烯腈等发生共聚合反应。低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶一、主要原17低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原理与工艺聚合原理------自由基共聚合1生产工艺-----典型配方2原料及辅助材料配方I配方II单体丁二烯7072苯乙烯3028相对分子质量调节剂叔十烷基硫醇0.200.16介质水200195乳化剂歧化松香酸钢4.54.62烷基芳基磺酸钠0.15－引发剂体系过氧化物过氧化氢对孟烷0.080.06-0.12活化剂还原剂硫酸亚铁0.050.01雕白粉0.150.04-0.10螯合剂EDTA0.0350.01-0.025缓冲剂磷酸钠0.080.24-0.45反应条件聚合温度55转化率，%6060聚合时间，h7-127-10低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原18低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原理与工艺生产工艺-----聚合条件3单体纯度：＞99%引发剂：氧化-还原引发体系乳化剂：脂肪酸皂或歧化松香酸皂分子量调节剂：十二烷基硫醇聚合温度:5℃或更低防老剂：对苯二酚填充油：液态烃（芳烃、环烷烃）防老剂：胺类防老剂转化率：60%～70%，聚合时间：控制在7～12h低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原19低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原理与工艺工艺流程----原料准备、聚合过程、单体回收、分离、后处理等。4低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原20低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原理与工艺流程说明5聚合系统：8～12台聚合釜串联搅拌形式：框式干燥：双层履带式传热：在聚合釜内安装垂直管式氨蒸发器反应终点：根据门尼粘度和单体转化率来控制

转化率：根据取样测定固体含量来计算。门尼粘度：根据产品指标要求实际取样测定来确定氨气液氨聚合釜TRCA蓄集器管道低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原21低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原理与工艺单体回收注意问题6产生泡沫加入硅油或聚乙二醇等消泡剂定期清洗粘附在器壁上聚合物；设置两个脱苯乙烯塔切换使用采用药剂处理或加入亚硝酸钠、碘、硝酸等抑制剂产生凝集物产生爆聚物低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原22低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶三、丁苯橡胶的结构、性能及用途丁苯橡胶的结构丁苯橡胶类型宏观结构微观结构支化凝胶MnHIPS，%顺式反式乙烯基低温乳液聚合丁苯橡胶高温乳液聚合丁苯橡胶中等大量少量多1000001000004-67.523.523.49.516.65546.31213.7典型丁苯橡胶的结构特征是一种不饱和烯烃高聚物，其玻璃化温度取决于苯乙烯均聚物的含量。低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶三、丁苯橡23低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶三、丁苯橡胶的结构、性能及用途丁苯橡胶的性能性能优点胶料不易烧焦和过硫；高温耐磨性好，适用于乘用胎；加工过程中不易过炼，可塑度均匀，硫化橡胶硬度变化小；充油橡胶的加工性能好；容易与其他橡胶并。缺点

强度低，需加高活性补强剂；加配合剂难度大；滞后损失大，生热高，弹性低，耐寒性也稍差，但充油后可以降低生热；热撕裂性能差。低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶三、丁苯橡24六大丁苯橡胶系列低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶三、丁苯橡胶的结构、性能及用途丁苯橡胶的用途11000系列（高温乳聚丁苯胶）1100系列（高温乳聚丁苯胶炭黑母炼胶）231500系列（低温乳聚丁苯胶）1600系列（低温乳聚丁苯胶炭黑母炼胶）451700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）6六大丁苯橡胶系列低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁25低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶三、丁苯橡胶的结构、性能及用途丁苯橡胶的用途汽车零件电线和电缆包皮胶管和胶鞋轮胎行业低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶三、丁苯橡26

第三节顺丁橡胶顺丁橡胶：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。是世界上仅次于丁苯橡胶的通用合成橡胶。BR生产方法连续式溶液聚合法第三节顺丁橡胶顺丁橡胶：BR生产方法连续式溶液聚合法27

第三节顺丁橡胶顺丁橡胶工业生产新技术是中国科学院兰州化学物理所、长春应化所、山西煤化所与常州炼油厂和有关设计单位共同开发的，于1972年初在北京燕山石化公司建立了第一套万吨级生产装置。第三节顺丁橡胶顺丁橡胶工业生产新技术是中国科学28

第三节顺丁橡胶顺丁橡胶生产第三节顺丁橡胶顺丁橡胶生产29顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶溶剂单体引发剂防老剂终止剂一、主要原料顺丁橡胶顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶溶剂单体引发剂30顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶1.单体1,3-丁二烯

CH2＝CH－CH＝CH2最简单的共轭双烯烃。在常温、常压下为无色气体，性质活泼，容易发生自聚反应，在贮存、运输过程中要加入叔丁邻苯二酚阻聚剂。顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶1.单体131顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶Li系组成简单，活性高、用量少，聚合易控制，聚合后需除掉，加工性能差。Ti系产物为线型结构，聚合速度快，可大量充油和充炭黑；相对分子质量分布窄，加工性能不好，有碘较贵。2.引发剂顺式含量高，质量均匀，相对分子质量分布较宽，易于加工；可以提高单体浓度和聚合温度。Ｎi系顺式含量高，质量均匀，相对分子质量分布较宽，易于加工；支化度高。Ｃｏ系顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶Li系组成简单32顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶主引发剂环烷酸镍第三组分三氟化硼乙醚络合物Ｎi系三异丁基铝助引发剂顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶主引发剂33顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶溶剂防老剂终止剂常用纯度95%乙醇常用2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚（简称264）常用有苯、甲苯、甲苯-庚烷、溶剂油（简称C6油或抽余油）等顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶溶34顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶二、生产原理与工艺聚合原理-----配位聚合1生产工艺-----典型配方2聚合压力

配方丁油浓度12～15g/ml铝/丁≤1.0×10－4铝/硼＞0.25铝/镍3～8聚合温度首釜＜95℃＜0.45MPa＞95%

收率配方硼/丁≤2.0×10－4醇/铝6防老剂/丁0.79%～1.0%末釜＜100℃转化率＞85%1.045t每吨胶消耗丁二烯镍/丁聚合温度≤2.0×10－5顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶二、生35顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺二、生产原理与工艺生产工艺-----聚合条件3原料精制单体和溶剂中的杂质，需除去。跃升反应获得高分子量得产品。粘度问题如何降低反应体系的粘度？聚合速率引发剂的组分、用量、反应温度。第三节顺丁橡胶顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺二、生产原理与工艺生产36顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺二、生产原理与工艺生产工艺-----聚合条件3生产控制门尼粘度控制在（45～50）±5左右溶剂选择甲苯的溶解能力最好，但搅拌不利；而溶剂油成本低，来源丰富，易回收；但易产生挂胶。聚合温度生产中常采用在釜顶充冷油来带走反应热.引发剂陈化方式对引发剂的活性有很大影响。主要有三元陈化、双二元陈化、稀硼单加三种。第三节顺丁橡胶顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺二、生产原理与工艺生产37顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺二、生产原理与工艺4工艺流程-----原料准备、引发剂配制、聚合、分离回收、后处理等。172893101521222623323334353739121116161616294613514171820192527303631384041424544434647482428Ni组分Al组分去单体回收丁二烯溶剂油蒸汽溶剂回收水处理稀释剂B组分乙醇,防老剂水4950入库33第三节顺丁橡胶顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺二、生产原理与工艺4工38顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶二、生产原理与工艺5生产中存在的问题-----挂胶现象(聚合中普遍性问题)

危害挂胶发生在搅拌轴、釜壁上及管道内壁，严重影响聚合，产生产事故，甚至停车。产生原因1.原料纯度；2.催化剂种类和用量：Ａｌ/Ｂ↑，挂胶严重；3.溶剂种类与用量；4.聚合温度：T↑，挂胶严重；5.聚合釜结构、搅拌情况及釜壁光洁度。解决办法1.提高原料的纯度，除去H2O、O2等杂质；2.减少催化剂用量，Ａｌ/Ｂ↑=0.3～0.7；3.选择溶解性能好的溶剂；4.严格控制首釜转化率40-50%。5.定期人工清釜或涂防挂胶剂。顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶二、39顺丁橡胶的结构、性能及用途第三节顺丁橡胶一、结构

高顺式(96～98%)丁二烯橡胶，分子结构比较规整，十分“柔软”.顺丁橡胶的结构、性能及用途第三节顺丁橡胶40顺丁橡胶的结构、性能及用途第三节顺丁橡胶

二、性能

顺丁橡胶的优点1高弹性弹性最高滞后损失和生热小使用寿命长低温性能好玻璃化温度（-105℃）低，寒带地区使用。耐磨性能优异适用需耐磨的轮胎、鞋底、鞋后跟等。耐屈挠性优异耐动态裂口生成性能良好。填充性好有利于降低胶料成本。混炼时抗破碎能力强可延长混炼时间与其他弹性体的相容性好与天然橡胶、丁苯橡胶及氯丁橡胶都能互溶模内流动性好制品缺胶情况少。吸水性低小于天然橡胶和丁苯橡胶。顺丁橡胶的结构、性能及用途第三节顺丁橡胶41顺丁橡胶的结构、性能及用途第三节顺丁橡胶

二、性能

顺丁橡胶的缺点2

拉伸强度与撕裂强度较低

表面多不耐刺，较易刮伤。抗湿滑性不良

车速高、路面平滑或湿路面上使用时易造成轮胎打滑。加工性能欠佳在辊筒上的加工性能对温度较敏感，温度高时易产生脱辊现象。粘性较差在轮胎胎面胶中，用量太高时，胎面接头稍有困难。较易冷流

生胶或未硫化的胶料在存放时较易流动。顺丁橡胶的结构、性能及用途第三节顺丁橡胶42顺丁橡胶的结构、性能及用途第三节顺丁橡胶

三、用途

主要用于制造轮胎中的胎面胶和胎侧胶，约占80%以上；其他有自行车外胎、鞋底、输送带覆盖胶、电线绝缘胶料、胶管、体育用品（高尔夫球）、胶布、腻子、涂漆、漆布等。顺丁橡胶的结构、性能及用途第三节顺丁橡胶43

第四节异戊橡胶异戊橡胶（IR）

以异戊二烯为单体经过配位聚合而得到的聚顺1，4-异戊二烯弹性体，又称为“合成天然橡胶”。是世界上次于丁苯橡胶、顺丁橡胶而居于第三位的合成橡胶。第四节异戊橡胶异戊橡胶（IR）44一、主要原料单体

异戊二烯具有活泼的共轭双键，可以进行取代、加成、成环和聚合反应。贮存时要加入0.005%以上的叔丁基邻苯二酚或对苯二酚等阻聚剂第四节异戊橡胶一、主要原料单体异戊二烯具有活泼的共45一、主要原料我国：(第三种)克服了Ti系凝胶含量高，挂胶严重，非均相引发剂体系加料困难等弱点，顺式-1，4-结构含量为93%～94%，最高达97%。第四节异戊橡胶引发剂体系Li系LiC4H9Ti系TiCl4和AlR3Ln(naph)3-Al(C2H5)3-Al(C2H5)2ClNd(RCOO)3-Al(C2H5)3-Al2(C2H5)3Cl3有机酸稀土盐三元引发体系一、主要原料我国：(第三种)克服了Ti系凝胶含量高，挂46二、异戊橡胶的生产原理与工艺第四节异戊橡胶1、聚合原理及实施方法聚合原理配位聚合实施方法连续溶液聚合二、异戊橡胶的生产原理与工艺第四节异戊橡胶1、聚47二、异戊橡胶的生产原理与工艺第四节异戊橡胶2．异戊橡胶生产工艺生产过程体系浓度控制、传热、反应终止、凝集、干燥等。二、异戊橡胶的生产原理与工艺第四节异戊橡胶2．异48二、异戊橡胶的生产原理与工艺第四节异戊橡胶2．异戊橡胶生产工艺128101115171397654312异戊二烯1618192014引发剂防老剂去回收车间溶剂包装入库水蒸汽二、异戊橡胶的生产原理与工艺第四节异戊橡胶2．异49二、异戊橡胶的生产原理与工艺第四节异戊橡胶2．异戊橡胶生产工艺注意不同引发剂体系操作条件不同Ti系配比以Al/Ti＝1∶1时最佳，配制温度越低，引发剂活性越大。在不同溶剂（脂肪烃类、芳烃）凝胶的产生不同Li系线性，相对分子质量与天然橡胶相近；无凝胶，转化率高，顺式-1，4含量低。二、异戊橡胶的生产原理与工艺第四节异戊橡胶2．异50三、异戊橡胶的结构、性能及用途第四节异戊橡胶性能与天然橡胶相似，是一种综合性能好的通用合成橡胶。1.顺式-1，4含量（92%～97%），天然橡胶高（＞98%）；2.结晶性能低于天然橡胶；3.相对分子质量低于天然橡胶，并且带部分支链和凝胶。4.质量均一，纯度高；5.混炼加工简便；6.颜色浅；7.膨胀和收缩小；8.流动性好的优点。9.单独使用，也可与天然橡胶、顺丁橡胶等配合使用。三、异戊橡胶的结构、性能及用途第四节异戊橡胶51三、异戊橡胶的结构、性能及用途第四节异戊橡胶用途主要用于作轮胎的胎面胶、胎体胶和胎侧胶，以及胶鞋、胶带、胶粘剂、工艺橡胶制品、浸渍橡胶制品及医疗、食品用橡胶制品等。三、异戊橡胶的结构、性能及用途第四节异戊橡胶52

第五节乙丙橡胶

乙丙橡胶（EPR）以乙烯、丙烯为主要单体，适量加入第三单体，在齐格勒-纳塔引发剂作用下共聚而得的高分子弹性体。

仅次于异戊橡胶，居合成橡胶第四位。第五节乙丙橡胶乙丙橡胶（EPR）53

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

1．乙烯和丙烯微量杂质可严重影响聚合过程，故纯度要求很高。一、主要原料第五节乙丙橡胶1．乙烯和丙烯54

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

加入目的：保证乙丙橡胶的硫化。2．第三单体一、主要原料第五节乙丙橡胶加入55

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

（1）对第三单体的原则要求要有适宜的聚合性能；第三单体的两个双键应该具有不同的反应性能；第三单体的加入对聚合速度和产物相对分子质量不要有影响；第三单体的相对分子质量不宜过大；价格便宜。2．第三单体一、主要原料第五节乙丙橡胶（1）对第三单体的56

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

（2）决定第三单体性能的结构因素对第三单体的评价：聚合性能(竞聚率)和硫化性能。这两个性能都是由其结构所决定的。2．第三单体一、主要原料第五节乙丙橡胶（2）决定第三单体57

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

（3）常用的第三单体双环戊二烯:价格最低、聚合性能活泼、硫化速度慢。有两种异构体（桥环式和挂环式）乙叉降冰片烯：聚合性能好、共聚速度快、硫化、速度很快，硫化胶性能也很好。工业应用最广泛。

2．第三单体一、主要原料第五节乙丙橡胶（3）常用的第三单58

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

3．引发剂（1）引发剂体系主要：V-Al体系分为：均相和非均相一、主要原料第五节乙丙橡胶3．引发剂（159

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

3．引发剂（2）非均相引发剂体系

由烷基铝和金属钒化物所组成的配位络合引发剂，最常用的烷基铝有：Al(C2H5)3、Al(i-C4H9)3、Al(C6H13)3；

常用的钒化物有：VCl4、VOCl3、V(OOCCH3)3等。一、主要原料第五节乙丙橡胶3．引发剂（260

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

3．引发剂（3）均相引发剂体系

由至少含有一个卤原子的烷基铝与钒化物组成的配位络合，采用较多的有：VOCl3＋Al(C2H5)2Cl、VOCl3＋Al(i-C4H9)2Cl、VOCl3＋1/2Al2(C2H5)3Cl3等。一、主要原料第五节乙丙橡胶3．引发剂（361

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

3．引发剂（4）烷基铝的作用还原高价态的钒（由V＋4→V＋3），使其具有形成配位络合物的引发活性。Al/V＝5～15时活性最高。一、主要原料第五节乙丙橡胶3．引发剂（462

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

3．引发剂（5）钒引发剂的缺点

寿命短、引发效率低。为了克服此缺点，一般采用向引发剂体系加入活化剂，以提高钒的引发效率，从而降低钒引发剂的用量。一、主要原料第五节乙丙橡胶3．引发剂（563

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

3．引发剂（6）活化剂的作用：增加经济效益，使产品中的钒含量降低，改善了产品的电性能；另外，活化剂还起到了调节产物相对分子质量的作用，达到了改善橡胶加工的性能的目的。但在使用活化剂时，还需要考虑活化剂残渣在后处理和污水处理过程中的问题。一、主要原料第五节乙丙橡胶3．引发剂（664

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

4．溶剂（1）作用一是单体的分散介质；二是引发剂、相对分子质量调节剂、活化剂等的稀释介质；三是聚合反应的传热介质。一、主要原料第五节乙丙橡胶4．溶剂65

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

4．溶剂（2）常用溶剂丁烷、戊烷、已烷、庚烷、及混合馏分石油醚、轻质汽油、环已烷、环戊烷、苯、甲苯、二甲苯、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯化碳等。一、主要原料第五节乙丙橡胶4．溶剂66

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

4．溶剂（3）选择

从溶度参数上看环烷烃最好，其次是饱和直链烷烃和芳烃，卤代烃最差。从原料来源、价格、性质、毒性等考虑，使用已烷、或已烷馏分以及石油、轻质汽油、铂重整溶剂油作溶剂最好。一、主要原料第五节乙丙橡胶4．溶剂67

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

5．共聚物相对分子质量调节剂相对分子质量调节方法

调整聚合参数和外加相对分子质量调节剂两种。

一、主要原料第五节乙丙橡胶5．共聚物相对分子68

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

5．共聚物相对分子质量调节剂调节相对分子质量的聚合参数有：

引发剂浓度、铝化合物的种类、Al/V、溶剂种类、单体C3/C2、聚合温度、聚合时间等。

一、主要原料第五节乙丙橡胶5．共聚物相对分子69

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

5．共聚物相对分子质量调节剂外加相对分子质量调节剂有：氢、二乙基锌、氢化锂铝等链转移剂。

一、主要原料第五节乙丙橡胶5．共聚物相对分子70二、乙丙橡胶的聚合原理与工艺

第五节乙丙橡胶

聚合机理：配位聚合工业实施方法：溶液法、悬浮法1．聚合原理及工业实施方法二、乙丙橡胶的聚合原理与工艺第五节乙丙橡胶聚合机理71二、乙丙橡胶的聚合原理与工艺

第五节乙丙橡胶

2、乙丙橡胶生产工艺（1）溶液法生产工艺优点：设备结构简单，反应物中单体的配比容易调节；缺点：单体在溶液中扩散速度较慢，故共聚物的浓度低，引发剂的用量和能量消耗大。二、乙丙橡胶的聚合原理与工艺第五节乙丙橡胶2、乙丙72二、乙丙橡胶的聚合原理与工艺

第五节乙丙橡胶

2、乙丙橡胶生产工艺（1）溶液法生产工艺非反应单体循环12345678910111213141617182015192123222425252525252626262626272829303133343235424445505146473940495253484341363738丙烯乙烯第三单体水溶剂NaOH蒸汽水凝聚物溶剂引发剂AN2N2N2B剂引发剂助引发防老剂N2未反应单体去反应器填充油蒸汽水高沸点物溶剂循环至贮罐水废引发剂成品EPR蒸汽二、乙丙橡胶的聚合原理与工艺第五节乙丙橡胶2、乙丙73二、乙丙橡胶的聚合原理与工艺

第五节乙丙橡胶

2、乙丙橡胶生产工艺（2）悬浮法生产乙丙橡胶优点：解决了聚合过程中的传热和传质问题。缺点：聚合物不均匀，聚合釜易挂胶。二、乙丙橡胶的聚合原理与工艺第五节乙丙橡胶2、乙丙74二、乙丙橡胶的聚合原理与工艺

第五节乙丙橡胶

2、乙丙橡胶生产工艺（2）悬浮法生产乙丙橡胶1234657810911131821191712141620222315矾化物烷基铝乙烯丙烯乙叉降冰片烯N2水热水盐水脱水和分离脱水分离干燥包装蒸汽污水热水二、乙丙橡胶的聚合原理与工艺第五节乙丙橡胶2、乙丙75三、乙丙橡胶的结构、性能及用途

第五节乙丙橡胶

1．乙丙橡胶的结构是一种无定型的非结晶橡胶，分子主链上乙烯与丙烯无规排列。加入的第三单体主要影响乙丙橡胶的硫化速度和硫化胶性能。三、乙丙橡胶的结构、性能及用途第五节乙丙橡胶176三、乙丙橡胶的结构、性能及用途

第五节乙丙橡胶

2．乙丙橡胶的性能（1）耐老化性能具有极高的化学稳定性，耐老化性能是最好的。耐臭氧性能

具有突出的耐臭氧性能，随第三单体的种类和用量的不同而有所差别。耐候性能乙丙橡胶耐候性好，能长期在阳光、潮湿、寒冷的自然环境中使用。耐热性能最高使用温度为150℃。

三、乙丙橡胶的结构、性能及用途第五节乙丙橡胶277三、乙丙橡胶的结构、性能及用途

第五节乙丙橡胶

2．乙丙橡胶的性能（2）耐化学药品性

可以作某些化学药品容器的内衬材料，但在脂肪族和芳香族溶剂，如汽油、苯、二甲苯等溶剂和矿物泊中的稳定性较差。三、乙丙橡胶的结构、性能及用途第五节乙丙橡胶278三、乙丙橡胶的结构、性能及用途

第五节乙丙橡胶

2．乙丙橡胶的性能（2）耐化学药品性

可以作某些化学药品容器的内衬材料，但在脂肪族和芳香族溶剂，如汽油、苯、二甲苯等溶剂和矿物泊中的稳定性较差。三、乙丙橡胶的结构、性能及用途第五节乙丙橡胶279三、乙丙橡胶的结构、性能及用途

第五节乙丙橡胶

2．乙丙橡胶的性能（3）电绝缘性

特别适于制造电气绝缘制品。三、乙丙橡胶的结构、性能及用途第五节乙丙橡胶280三、乙丙橡胶的结构、性能及用途

第五节乙丙橡胶

2．乙丙橡胶的性能（4）冲击弹性和低温性能

乙丙橡胶具有较高的弹性，在通用橡胶中其弹性仅次于天然橡胶和顺丁橡胶。具有最佳低温性能的乙丙橡胶其丙烯含量为40~50%（质量）。三、乙丙橡胶的结构、性能及用途第五节乙丙橡胶281三、乙丙橡胶的结构、性能及用途

第五节乙丙橡胶

2．乙丙橡胶的性能（5）低密度和高填充特性密度是所有橡胶中最低的，橡胶制品质量轻，可以大量填充油和填充剂〈可高达200份〉，可以降低乙丙橡胶制品的成本，弥补了乙丙橡胶生胶价格比一般通用橡胶稍高的不足。三、乙丙橡胶的结构、性能及用途第五节乙丙橡胶282三、乙丙橡胶的结构、性能及用途

第五节乙丙橡胶

2．乙丙橡胶的性能（6）耐热水和耐水蒸汽性具有较好的耐蒸汽性能，甚至优于其耐热性能。三、乙丙橡胶的结构、性能及用途第五节乙丙橡胶283三、乙丙橡胶的结构、性能及用途

第五节乙丙橡胶

2．乙丙橡胶的性能（7）乙丙橡胶的缺点硫化速度硫化速度最慢，不能与二烯烃橡胶共硫化，因此限制了它的用途。自粘性与互粘性自粘性与互粘性差，给加工工艺带来很大困难，不能在轮胎胎体中使用。耐燃性和气密性耐燃性和气密性差，与丁基橡胶混合作内胎时用量较少。耐油性的而烃类溶剂性耐矿物油和烃类溶剂性差。三、乙丙橡胶的结构、性能及用途第五节乙丙橡胶284三、乙丙橡胶的结构、性能及用途

第五节乙丙橡胶

3．乙丙橡胶的用途汽车零件

包括轮胎部件、如黑、白胎侧及胎侧覆盖胶条；内胎、水胎、门、窗、灯、行车箱的实心和海绵胶密封胶条；刮水器、保险杠、减振器、散热器、及水箱用胶管；地气管毯内衬；发动机保险海绵材料；刹车部件，包括防尘胶套、隔膜、皮碗和密封胶垫等。三、乙丙橡胶的结构、性能及用途第五节乙丙橡胶385三、乙丙橡胶的结构、性能及用途

第五节乙丙橡胶

3．乙丙橡胶的用途电气制品

包括高、中、低压电缆绝缘材料；导线绝缘材料；船泊、车辆用电缆绝缘材料；绝缘垫圈及环类以及变压器零件。工业用品耐酸、碱、氨、氯及氧化剂等的罐衬里材料；O形密封圈；各种用途的胶管、垫圈；耐热输送带和传动带等；橡胶棍；挠性容器；各种胶布、隔膜；船泊用护舷材料和窗用密封胶条。三、乙丙橡胶的结构、性能及用途第五节乙丙橡胶386三、乙丙橡胶的结构、性能及用途

第五节乙丙橡胶

3．乙丙橡胶的用途建筑材料房屋用材料，桥梁工程用橡胶制品，橡胶地砖以及作为沥青改性材料等。家庭用品吸尘器零件，洗衣机上下水管，电冰箱用磁性橡胶及其他零件，冷风机用零件。塑料制品改性剂。其他方面包括橡皮船、游泳用气垫、简易潜水衣及潜水用通气管和帐蓬等

三、乙丙橡胶的结构、性能及用途第五节乙丙橡胶387第六节氯丁橡胶氯丁橡胶（CR）

由2-氯-1,3-丁二烯（简称氯丁二烯）聚合而成的一种高分子弹性体。是通用型特种橡胶。第六节氯丁橡胶氯丁橡胶（CR）88一、主要原料第六节氯丁橡胶氯丁二烯化学性质活泼，在精馏和贮存过程中必须用高纯度惰性气体保护。一、主要原料第六节氯丁橡胶氯丁二烯89二、氯丁橡胶的生产原理与工艺第六节氯丁橡胶自由基聚合乳液聚合法1．聚合机理与生产方法聚合机理生产方法二、氯丁橡胶的生产原理与工艺第六节氯丁橡胶自由基聚合90二、氯丁橡胶的生产原理与工艺第六节氯丁橡胶工艺过程2．氯丁橡胶生产工艺终止聚合配制凝聚干燥二、氯丁橡胶的生产原理与工艺第六节氯丁橡胶工艺过程291特种乳胶型通用乳胶型三、氯丁橡胶的结构、性能及用途第六节氯丁橡胶氯丁橡胶乳胶型专用型通用型其他特殊用途型黏接型非硫磺调节型硫磺调节型根据性能和用途可以分特种乳胶型通用乳胶型三、氯丁橡胶的结构、性能及用途第六92三、氯丁橡胶的结构、性能及用途第六节氯丁橡胶1.氯丁橡胶的结构分子结构BECDA环型线型支链型高度网状体型重要三、氯丁橡胶的结构、性能及用途第六节氯丁橡胶1.氯丁93三、氯丁橡胶的结构、性能及用途第六节氯丁橡胶2.氯丁橡胶的性能强度拉伸强度与天然橡胶相似具有自动补强性质。耐老化性能具有优良的耐老化性能。耐燃烧性耐燃烧性是橡胶中最好的。耐油、耐溶剂性能耐油性仅次于丁腈橡胶。电性能电绝缘性不好。耐水性、透气性氯丁橡胶的耐水性比其它合成橡胶好，气密性仅次于丁基橡胶。耐寒性耐寒性不好。结晶性结晶性较大。贮存稳定性贮存稳定性不好。相对密度相对密度大。三、氯丁橡胶的结构、性能及用途第六节氯丁橡胶2.氯丁94三、氯丁橡胶的结构、性能及用途第六节氯丁橡胶3.氯丁橡胶的用途由于氯丁橡胶具有优异的耐热性、耐候性、耐油性、耐燃性，所以广泛用于制造胶管、胶带、电线包皮、电缆护套、印刷胶辊、胶板、衬垫及各种垫圈、胶粘剂等制品。同时可以与其它橡胶混合使用。三、氯丁橡胶的结构、性能及用途第六节氯丁橡胶3.氯丁95合成橡胶的生产过程课件96ThankYou!ThankYou!9704一月2023合成橡胶的生产过程27十二月2022合成橡胶的生产过程98知识目标能力目标1学习掌握橡胶的分类、性能及应用2橡胶、氯丁橡胶等的生产技术、性能及应用掌握丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙能根据需要正确选择生产方法，并指导具体生产过程，合理确定工艺条件知识目标能力目标1学习掌握橡胶的分类、性能及应用2橡胶、氯丁99

第一节概述

橡胶是一种高分子弹性体，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。含义第一节概述橡胶是一种高100一、橡胶的类型按来源分类天然橡胶天然橡胶树、虫胶、琥珀等合成橡胶由单体合成或天然高聚物改性获得第一节概述一、橡胶的类型按来源分类天然橡胶合成橡胶第一节概述101一、橡胶的类型是从天然植物中采集出来的一种高弹性材料，经采集、凝聚、洗涤、干燥等过程即得。

制造各种轮胎以及工业橡胶制品，如胶管、胶带和工业用橡胶杂品；日常生活用品如胶鞋、雨衣以及医疗卫生用品等。

天然橡胶第一节概述一、橡胶的类型是从天然植物中采集出来的一种高102一、橡胶的类型天然橡胶牛筋底，网状填充给鞋帮提供最大限度的透气性

天然橡胶手套(棉/腈内衬)第一节概述一、橡胶的类型天然橡胶牛筋底，网状填充给鞋帮103一、橡胶的类型按用途分类日常用品轮胎、胶带、胶管、胶鞋等工业制品如胶辊、胶布、胶板、油封等第一节概述一、橡胶的类型按用途分类日常用品工业制品第一节概述104一、橡胶的类型合成橡胶分类通用合成橡胶丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁基橡胶等特种合成橡胶丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶等第一节概述一、橡胶的类型合成橡胶分类通用合成橡胶特种合成橡胶第一节105一、橡胶的类型

人们常用的合成橡胶有丁苯橡胶，顺丁橡胶和氯丁橡胶等。合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。第一节概述一、橡胶的类型人们常用的合成橡胶有丁苯橡胶，106一、橡胶的类型轮胎制品第一节概述一、橡胶的类型轮胎制品第一节概述107一、橡胶的类型工业制品第一节概述一、橡胶的类型工业制品第一节概述108二、橡胶的特性玻璃化温度低具有高弹性几种主要橡胶的玻璃化温度及使用温度范围第一节概述二、橡胶的特性玻璃化温度低具有高弹性几种主要橡胶的玻璃化温度109加入惰性填料、增强填料等。使线型橡胶分子交联形成立体网状结构。制品强度很低、弹性小、遇冷变硬、遇热变软、遇溶剂溶解等，无使用价值。三、橡胶的硫化与增强硫化目的增强方法硫化实质第一节概述加入惰性填料、增强填料等。使线型橡胶分子交联形成立体网状结110四、合成橡胶的生产过程第一节概述四、合成橡胶的生产过程第一节概述111

第二节丁苯橡胶SBR丁苯橡胶：

由1，3-丁二烯与苯乙烯共聚而得的高聚物，简称SBR，是一种产量和消耗量最大的通用橡胶。第二节丁苯橡胶SBR丁苯橡胶：112概述第二节丁苯橡胶溶液聚合乳液聚合工业生产方法胶炭黑母橡胶低温充油丁苯橡低温丁苯橡胶低温充油丁苯橡胶高温丁苯橡胶黑母橡胶低温丁苯橡胶炭高苯乙烯丁苯橡胶液体丁苯橡胶羧基丁苯橡胶醇烯溶液聚丁苯橡胶丁苯橡胶烷基锂溶液聚丁苯橡胶高反式聚1，4-丁苯橡胶锡偶联溶液聚广泛应用概述第二节丁苯橡胶溶液聚合乳液聚合工113低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶一、主要原料1,3-丁二烯

CH2＝CH－CH＝CH21苯乙烯

CH2＝CH－2最简单的共轭双烯烃。在常温、常压下为无色气体，性质活泼，容易发生自聚反应，在贮存、运输过程中要加入叔丁邻苯二酚阻聚剂。无色或微黄色易燃液体，化学性质非常活泼，能进行均聚合，也能与其他单体如丁二烯、丙烯腈等发生共聚合反应。低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶一、主要原114低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原理与工艺聚合原理------自由基共聚合1生产工艺-----典型配方2原料及辅助材料配方I配方II单体丁二烯7072苯乙烯3028相对分子质量调节剂叔十烷基硫醇0.200.16介质水200195乳化剂歧化松香酸钢4.54.62烷基芳基磺酸钠0.15－引发剂体系过氧化物过氧化氢对孟烷0.080.06-0.12活化剂还原剂硫酸亚铁0.050.01雕白粉0.150.04-0.10螯合剂EDTA0.0350.01-0.025缓冲剂磷酸钠0.080.24-0.45反应条件聚合温度55转化率，%6060聚合时间，h7-127-10低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原115低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原理与工艺生产工艺-----聚合条件3单体纯度：＞99%引发剂：氧化-还原引发体系乳化剂：脂肪酸皂或歧化松香酸皂分子量调节剂：十二烷基硫醇聚合温度:5℃或更低防老剂：对苯二酚填充油：液态烃（芳烃、环烷烃）防老剂：胺类防老剂转化率：60%～70%，聚合时间：控制在7～12h低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原116低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原理与工艺工艺流程----原料准备、聚合过程、单体回收、分离、后处理等。4低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原117低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原理与工艺流程说明5聚合系统：8～12台聚合釜串联搅拌形式：框式干燥：双层履带式传热：在聚合釜内安装垂直管式氨蒸发器反应终点：根据门尼粘度和单体转化率来控制

转化率：根据取样测定固体含量来计算。门尼粘度：根据产品指标要求实际取样测定来确定氨气液氨聚合釜TRCA蓄集器管道低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原118低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原理与工艺单体回收注意问题6产生泡沫加入硅油或聚乙二醇等消泡剂定期清洗粘附在器壁上聚合物；设置两个脱苯乙烯塔切换使用采用药剂处理或加入亚硝酸钠、碘、硝酸等抑制剂产生凝集物产生爆聚物低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶二、生产原119低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶三、丁苯橡胶的结构、性能及用途丁苯橡胶的结构丁苯橡胶类型宏观结构微观结构支化凝胶MnHIPS，%顺式反式乙烯基低温乳液聚合丁苯橡胶高温乳液聚合丁苯橡胶中等大量少量多1000001000004-67.523.523.49.516.65546.31213.7典型丁苯橡胶的结构特征是一种不饱和烯烃高聚物，其玻璃化温度取决于苯乙烯均聚物的含量。低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶三、丁苯橡120低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶三、丁苯橡胶的结构、性能及用途丁苯橡胶的性能性能优点胶料不易烧焦和过硫；高温耐磨性好，适用于乘用胎；加工过程中不易过炼，可塑度均匀，硫化橡胶硬度变化小；充油橡胶的加工性能好；容易与其他橡胶并。缺点

强度低，需加高活性补强剂；加配合剂难度大；滞后损失大，生热高，弹性低，耐寒性也稍差，但充油后可以降低生热；热撕裂性能差。低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶三、丁苯橡121六大丁苯橡胶系列低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶三、丁苯橡胶的结构、性能及用途丁苯橡胶的用途11000系列（高温乳聚丁苯胶）1100系列（高温乳聚丁苯胶炭黑母炼胶）231500系列（低温乳聚丁苯胶）1600系列（低温乳聚丁苯胶炭黑母炼胶）451700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）6六大丁苯橡胶系列低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁122低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶三、丁苯橡胶的结构、性能及用途丁苯橡胶的用途汽车零件电线和电缆包皮胶管和胶鞋轮胎行业低温丁苯橡胶乳液聚合的生产工艺第二节丁苯橡胶三、丁苯橡123

第三节顺丁橡胶顺丁橡胶：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。是世界上仅次于丁苯橡胶的通用合成橡胶。BR生产方法连续式溶液聚合法第三节顺丁橡胶顺丁橡胶：BR生产方法连续式溶液聚合法124

第三节顺丁橡胶顺丁橡胶工业生产新技术是中国科学院兰州化学物理所、长春应化所、山西煤化所与常州炼油厂和有关设计单位共同开发的，于1972年初在北京燕山石化公司建立了第一套万吨级生产装置。第三节顺丁橡胶顺丁橡胶工业生产新技术是中国科学125

第三节顺丁橡胶顺丁橡胶生产第三节顺丁橡胶顺丁橡胶生产126顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶溶剂单体引发剂防老剂终止剂一、主要原料顺丁橡胶顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶溶剂单体引发剂127顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶1.单体1,3-丁二烯

CH2＝CH－CH＝CH2最简单的共轭双烯烃。在常温、常压下为无色气体，性质活泼，容易发生自聚反应，在贮存、运输过程中要加入叔丁邻苯二酚阻聚剂。顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶1.单体1128顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶Li系组成简单，活性高、用量少，聚合易控制，聚合后需除掉，加工性能差。Ti系产物为线型结构，聚合速度快，可大量充油和充炭黑；相对分子质量分布窄，加工性能不好，有碘较贵。2.引发剂顺式含量高，质量均匀，相对分子质量分布较宽，易于加工；可以提高单体浓度和聚合温度。Ｎi系顺式含量高，质量均匀，相对分子质量分布较宽，易于加工；支化度高。Ｃｏ系顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶Li系组成简单129顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶主引发剂环烷酸镍第三组分三氟化硼乙醚络合物Ｎi系三异丁基铝助引发剂顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶主引发剂130顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶溶剂防老剂终止剂常用纯度95%乙醇常用2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚（简称264）常用有苯、甲苯、甲苯-庚烷、溶剂油（简称C6油或抽余油）等顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶溶131顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶二、生产原理与工艺聚合原理-----配位聚合1生产工艺-----典型配方2聚合压力

配方丁油浓度12～15g/ml铝/丁≤1.0×10－4铝/硼＞0.25铝/镍3～8聚合温度首釜＜95℃＜0.45MPa＞95%

收率配方硼/丁≤2.0×10－4醇/铝6防老剂/丁0.79%～1.0%末釜＜100℃转化率＞85%1.045t每吨胶消耗丁二烯镍/丁聚合温度≤2.0×10－5顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶二、生132顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺二、生产原理与工艺生产工艺-----聚合条件3原料精制单体和溶剂中的杂质，需除去。跃升反应获得高分子量得产品。粘度问题如何降低反应体系的粘度？聚合速率引发剂的组分、用量、反应温度。第三节顺丁橡胶顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺二、生产原理与工艺生产133顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺二、生产原理与工艺生产工艺-----聚合条件3生产控制门尼粘度控制在（45～50）±5左右溶剂选择甲苯的溶解能力最好，但搅拌不利；而溶剂油成本低，来源丰富，易回收；但易产生挂胶。聚合温度生产中常采用在釜顶充冷油来带走反应热.引发剂陈化方式对引发剂的活性有很大影响。主要有三元陈化、双二元陈化、稀硼单加三种。第三节顺丁橡胶顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺二、生产原理与工艺生产134顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺二、生产原理与工艺4工艺流程-----原料准备、引发剂配制、聚合、分离回收、后处理等。172893101521222623323334353739121116161616294613514171820192527303631384041424544434647482428Ni组分Al组分去单体回收丁二烯溶剂油蒸汽溶剂回收水处理稀释剂B组分乙醇,防老剂水4950入库33第三节顺丁橡胶顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺二、生产原理与工艺4工135顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶二、生产原理与工艺5生产中存在的问题-----挂胶现象(聚合中普遍性问题)

危害挂胶发生在搅拌轴、釜壁上及管道内壁，严重影响聚合，产生产事故，甚至停车。产生原因1.原料纯度；2.催化剂种类和用量：Ａｌ/Ｂ↑，挂胶严重；3.溶剂种类与用量；4.聚合温度：T↑，挂胶严重；5.聚合釜结构、搅拌情况及釜壁光洁度。解决办法1.提高原料的纯度，除去H2O、O2等杂质；2.减少催化剂用量，Ａｌ/Ｂ↑=0.3～0.7；3.选择溶解性能好的溶剂；4.严格控制首釜转化率40-50%。5.定期人工清釜或涂防挂胶剂。顺丁橡胶溶液聚合的生产工艺第三节顺丁橡胶二、136顺丁橡胶的结构、性能及用途第三节顺丁橡胶一、结构

高顺式(96～98%)丁二烯橡胶，分子结构比较规整，十分“柔软”.顺丁橡胶的结构、性能及用途第三节顺丁橡胶137顺丁橡胶的结构、性能及用途第三节顺丁橡胶

二、性能

顺丁橡胶的优点1高弹性弹性最高滞后损失和生热小使用寿命长低温性能好玻璃化温度（-105℃）低，寒带地区使用。耐磨性能优异适用需耐磨的轮胎、鞋底、鞋后跟等。耐屈挠性优异耐动态裂口生成性能良好。填充性好有利于降低胶料成本。混炼时抗破碎能力强可延长混炼时间与其他弹性体的相容性好与天然橡胶、丁苯橡胶及氯丁橡胶都能互溶模内流动性好制品缺胶情况少。吸水性低小于天然橡胶和丁苯橡胶。顺丁橡胶的结构、性能及用途第三节顺丁橡胶138顺丁橡胶的结构、性能及用途第三节顺丁橡胶

二、性能

顺丁橡胶的缺点2

拉伸强度与撕裂强度较低

表面多不耐刺，较易刮伤。抗湿滑性不良

车速高、路面平滑或湿路面上使用时易造成轮胎打滑。加工性能欠佳在辊筒上的加工性能对温度较敏感，温度高时易产生脱辊现象。粘性较差在轮胎胎面胶中，用量太高时，胎面接头稍有困难。较易冷流

生胶或未硫化的胶料在存放时较易流动。顺丁橡胶的结构、性能及用途第三节顺丁橡胶139顺丁橡胶的结构、性能及用途第三节顺丁橡胶

三、用途

主要用于制造轮胎中的胎面胶和胎侧胶，约占80%以上；其他有自行车外胎、鞋底、输送带覆盖胶、电线绝缘胶料、胶管、体育用品（高尔夫球）、胶布、腻子、涂漆、漆布等。顺丁橡胶的结构、性能及用途第三节顺丁橡胶140

第四节异戊橡胶异戊橡胶（IR）

以异戊二烯为单体经过配位聚合而得到的聚顺1，4-异戊二烯弹性体，又称为“合成天然橡胶”。是世界上次于丁苯橡胶、顺丁橡胶而居于第三位的合成橡胶。第四节异戊橡胶异戊橡胶（IR）141一、主要原料单体

异戊二烯具有活泼的共轭双键，可以进行取代、加成、成环和聚合反应。贮存时要加入0.005%以上的叔丁基邻苯二酚或对苯二酚等阻聚剂第四节异戊橡胶一、主要原料单体异戊二烯具有活泼的共142一、主要原料我国：(第三种)克服了Ti系凝胶含量高，挂胶严重，非均相引发剂体系加料困难等弱点，顺式-1，4-结构含量为93%～94%，最高达97%。第四节异戊橡胶引发剂体系Li系LiC4H9Ti系TiCl4和AlR3Ln(naph)3-Al(C2H5)3-Al(C2H5)2ClNd(RCOO)3-Al(C2H5)3-Al2(C2H5)3Cl3有机酸稀土盐三元引发体系一、主要原料我国：(第三种)克服了Ti系凝胶含量高，挂143二、异戊橡胶的生产原理与工艺第四节异戊橡胶1、聚合原理及实施方法聚合原理配位聚合实施方法连续溶液聚合二、异戊橡胶的生产原理与工艺第四节异戊橡胶1、聚144二、异戊橡胶的生产原理与工艺第四节异戊橡胶2．异戊橡胶生产工艺生产过程体系浓度控制、传热、反应终止、凝集、干燥等。二、异戊橡胶的生产原理与工艺第四节异戊橡胶2．异145二、异戊橡胶的生产原理与工艺第四节异戊橡胶2．异戊橡胶生产工艺128101115171397654312异戊二烯1618192014引发剂防老剂去回收车间溶剂包装入库水蒸汽二、异戊橡胶的生产原理与工艺第四节异戊橡胶2．异146二、异戊橡胶的生产原理与工艺第四节异戊橡胶2．异戊橡胶生产工艺注意不同引发剂体系操作条件不同Ti系配比以Al/Ti＝1∶1时最佳，配制温度越低，引发剂活性越大。在不同溶剂（脂肪烃类、芳烃）凝胶的产生不同Li系线性，相对分子质量与天然橡胶相近；无凝胶，转化率高，顺式-1，4含量低。二、异戊橡胶的生产原理与工艺第四节异戊橡胶2．异147三、异戊橡胶的结构、性能及用途第四节异戊橡胶性能与天然橡胶相似，是一种综合性能好的通用合成橡胶。1.顺式-1，4含量（92%～97%），天然橡胶高（＞98%）；2.结晶性能低于天然橡胶；3.相对分子质量低于天然橡胶，并且带部分支链和凝胶。4.质量均一，纯度高；5.混炼加工简便；6.颜色浅；7.膨胀和收缩小；8.流动性好的优点。9.单独使用，也可与天然橡胶、顺丁橡胶等配合使用。三、异戊橡胶的结构、性能及用途第四节异戊橡胶148三、异戊橡胶的结构、性能及用途第四节异戊橡胶用途主要用于作轮胎的胎面胶、胎体胶和胎侧胶，以及胶鞋、胶带、胶粘剂、工艺橡胶制品、浸渍橡胶制品及医疗、食品用橡胶制品等。三、异戊橡胶的结构、性能及用途第四节异戊橡胶149

第五节乙丙橡胶

乙丙橡胶（EPR）以乙烯、丙烯为主要单体，适量加入第三单体，在齐格勒-纳塔引发剂作用下共聚而得的高分子弹性体。

仅次于异戊橡胶，居合成橡胶第四位。第五节乙丙橡胶乙丙橡胶（EPR）150

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

1．乙烯和丙烯微量杂质可严重影响聚合过程，故纯度要求很高。一、主要原料第五节乙丙橡胶1．乙烯和丙烯151

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

加入目的：保证乙丙橡胶的硫化。2．第三单体一、主要原料第五节乙丙橡胶加入152

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

（1）对第三单体的原则要求要有适宜的聚合性能；第三单体的两个双键应该具有不同的反应性能；第三单体的加入对聚合速度和产物相对分子质量不要有影响；第三单体的相对分子质量不宜过大；价格便宜。2．第三单体一、主要原料第五节乙丙橡胶（1）对第三单体的153

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

（2）决定第三单体性能的结构因素对第三单体的评价：聚合性能(竞聚率)和硫化性能。这两个性能都是由其结构所决定的。2．第三单体一、主要原料第五节乙丙橡胶（2）决定第三单体154

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

（3）常用的第三单体双环戊二烯:价格最低、聚合性能活泼、硫化速度慢。有两种异构体（桥环式和挂环式）乙叉降冰片烯：聚合性能好、共聚速度快、硫化、速度很快，硫化胶性能也很好。工业应用最广泛。

2．第三单体一、主要原料第五节乙丙橡胶（3）常用的第三单155

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

3．引发剂（1）引发剂体系主要：V-Al体系分为：均相和非均相一、主要原料第五节乙丙橡胶3．引发剂（1156

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

3．引发剂（2）非均相引发剂体系

由烷基铝和金属钒化物所组成的配位络合引发剂，最常用的烷基铝有：Al(C2H5)3、Al(i-C4H9)3、Al(C6H13)3；

常用的钒化物有：VCl4、VOCl3、V(OOCCH3)3等。一、主要原料第五节乙丙橡胶3．引发剂（2157

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

3．引发剂（3）均相引发剂体系

由至少含有一个卤原子的烷基铝与钒化物组成的配位络合，采用较多的有：VOCl3＋Al(C2H5)2Cl、VOCl3＋Al(i-C4H9)2Cl、VOCl3＋1/2Al2(C2H5)3Cl3等。一、主要原料第五节乙丙橡胶3．引发剂（3158

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

3．引发剂（4）烷基铝的作用还原高价态的钒（由V＋4→V＋3），使其具有形成配位络合物的引发活性。Al/V＝5～15时活性最高。一、主要原料第五节乙丙橡胶3．引发剂（4159

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

3．引发剂（5）钒引发剂的缺点

寿命短、引发效率低。为了克服此缺点，一般采用向引发剂体系加入活化剂，以提高钒的引发效率，从而降低钒引发剂的用量。一、主要原料第五节乙丙橡胶3．引发剂（5160

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

3．引发剂（6）活化剂的作用：增加经济效益，使产品中的钒含量降低，改善了产品的电性能；另外，活化剂还起到了调节产物相对分子质量的作用，达到了改善橡胶加工的性能的目的。但在使用活化剂时，还需要考虑活化剂残渣在后处理和污水处理过程中的问题。一、主要原料第五节乙丙橡胶3．引发剂（6161

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

4．溶剂（1）作用一是单体的分散介质；二是引发剂、相对分子质量调节剂、活化剂等的稀释介质；三是聚合反应的传热介质。一、主要原料第五节乙丙橡胶4．溶剂162

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

4．溶剂（2）常用溶剂丁烷、戊烷、已烷、庚烷、及混合馏分石油醚、轻质汽油、环已烷、环戊烷、苯、甲苯、二甲苯、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯化碳等。一、主要原料第五节乙丙橡胶4．溶剂163

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

4．溶剂（3）选择

从溶度参数上看环烷烃最好，其次是饱和直链烷烃和芳烃，卤代烃最差。从原料来源、价格、性质、毒性等考虑，使用已烷、或已烷馏分以及石油、轻质汽油、铂重整溶剂油作溶剂最好。一、主要原料第五节乙丙橡胶4．溶剂164

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

5．共聚物相对分子质量调节剂相对分子质量调节方法

调整聚合参数和外加相对分子质量调节剂两种。

一、主要原料第五节乙丙橡胶5．共聚物相对分子165

一、主要原料

第五节乙丙橡胶

5．共聚物相对分子质量调节剂调节相对分子质量的聚合参数有：

引发剂浓度、铝化合物的种类、Al/V、溶剂种类、单体C3/C2、聚合温度、聚合时间等。

一、主要原料第五节乙丙橡胶5．共聚物