乙丙橡胶的合成工艺目录一、 背景知识・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1二、 聚合原理的概述 1三、 乙丙橡胶的用途 2四、 聚合途径・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・4五、 聚合体系各组分及其应用・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・7六、 配方 ・・•… 9七、 聚合工艺过程・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・12八、 安全及三废处理事项・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・14九、 聚合技术发展・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・14 十、参考文献・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・15 十一、后记・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・16乙丙橡胶的合成工艺一、 背景知识:合成橡胶与天然橡胶,都是具有高弹性质的高分子,他们可以统称为弹 性体。
这些聚合物具有受力后可延伸至原长的两倍的以上,去除外力后,能 够迅速回复至原来的长度合成橡胶主要是以天然气、煤、石油等天然资源为基础原料,通过有机 合成的方法制得所需要的单体,然后再聚合成所需要的聚合物这种聚合物, 在一定范围内,可以像天然橡胶一样具有高度的弹性,可用来替代产量并不 丰富的天然橡胶,统称为合成橡胶合成橡胶按性能与用途来分,可分为通用合成橡胶和特种合成橡胶两大 类凡是性能与天然橡胶近似,而且物理机械性能以及加工性能良好,可以 广泛用于轮胎和其他一般橡胶制品的,统称为通用橡胶;凡是具有特殊性能, 可用作耐热、耐寒、耐溶剂、耐辐射、耐化学腐蚀等特种橡胶制品的,统称 为特种橡胶通用橡胶与特种橡胶分类范围是相对的随着科技的进步与发 展,橡胶工业领域的应用范围扩大,在一些情况下,某种合成橡胶的归属可 以相互转化的乙丙橡胶(EPR),是乙烯与丙烯的共聚物,属于通用橡胶的范围,一般 是使用齐格勒-纳塔型引发剂来合成这种聚合物的由于共聚物中,乙烯的 链段很长,非常容易结晶,所以它不是弹性体后来使用了,A1—V引发 剂后,才真正的合成了乙烯-丙烯的共聚弹性体二、 聚合原理的概述:1.反应方程式:CH3 CH3I 催化剂 丨CH2= CH2 + CH= CH ► T CH2-CH2) TCH-CH )2 2 2 2 2 m 2 n乙烯 丙烯 EPM 共聚物CH3I 催化剂CH2= CH2 + CH= CH + 二烯烃 ►2 2 2CH3I(CH厂-CH2) — (CH— CH )—(二烯烃)2 2 m 2 n yEPDM 三元共聚物2.反应机理:合成工艺主要有两种:溶液法和悬浮法。
溶液法是以己烷为溶剂,以V 0C1 —A1(C H ) Cl 活性剂为引发体系,使用二烷基锌或3 2 5 1.5 1.5氢为分子量调节剂悬浮法中,以液态丙烯为悬浮介质的条件下进行的共聚反应 以乙烯、丙烯为主要单体,其聚合机理属于配位离子型聚合反应范畴聚合时, 先是单体上双键的n电子在引发剂活性中心的空位上进行络合反应,由于r-v 键变弱,以致产生断裂,单体分子就插入 R-V 键上,链的增长按这种方式不断 重复进行着三、乙丙橡胶的主要用途: 因为乙丙橡胶大分子主链上为完全饱的结构,因此呈现出优良的耐候性、耐 氧及臭氧、耐辐射性、极好的电绝缘性、耐热性、耐化学介质、高强度和高伸长 率等卓越性能乙丙橡胶的使用温度范围在一57 ~150€而且,它的弹性 较大,压缩变形很小,发热低,密度小,还能耐极性溶剂,因此其应用非常广泛, 消耗量逐年增加但是,它的缺点是不耐脂肪烃及芳烃,粘附性较差,硫化速度 较慢它的综合性能介于丁苯橡胶和天然橡胶之间目前的主要用途是:① ••汽车领域 在汽车制造行业中乙丙橡胶应用是量最大的,其主要使用用途是汽车的密封条、空调软管、火花塞护套、散热器软管、胶管、胶垫等而在汽车密封条的行业中,主要利用的是EPDM的耐臭氧、 弹性、耐候性的特点,其中ENB型的EPDM橡胶已成为汽车密封条 的主体材料,国内生胶年消耗量已超过了1万吨,但由于品种的关系, 有一半还是主要依靠进口。
由于热塑性三元乙丙橡胶EPDM/PP强度 高、柔性好、涂装光泽度高、易回收利用的特点,在国内外汽车保险 杠和汽车仪表板生产中已作为主导材料预计到 2010 年仅汽车保险杠 和仪表板两项产品,EPDM/PP的国内年用量可达4.5万吨此类产品 的回收利用主要采用的工艺方法是:首去掉产品表面的涂料-粉碎-清 洗-再造粒-添加新料后生产新产品这样在保险杠和仪表板生产中, 能节约大量原材料并取得较好的经济效益目前,我国乙丙橡胶在汽 车工业中的用量占全国乙丙橡胶总用量的 42%-44%,其中还不包括船 舶、列车和集装箱密封条的乙丙橡胶用量但是由于乙丙橡胶的粘接 性能不好,在汽车轮胎行业中在大量用料的轮胎主体和胎面部位上无 法推广使用乙丙橡胶,只在内胎、白胎侧、胎条等部位少量使用乙丙 橡胶② •建筑行业 由于乙丙橡胶具有优秀的耐水性、耐热性、耐寒性和耐候性, 又有施工简便等特点,因此乙丙橡胶在建筑行业中主要用于塑胶运动场、防水卷 材、房屋门窗密封条、玻璃幕墙密封、卫生设备和管道密封件等乙丙橡胶在建 筑行业中用量最大的还数塑胶运动场和防水卷材,就国内用量而言已占乙丙橡胶 总用量的26%-28%用EPDM生产的防水卷材已逐渐代替其他材料(如CMS)制 作的防水卷材,尤其是用于地下建筑的防水卷材。
③ .电气和电子行业 在电气和电子行业中主要利用乙丙橡胶的优良电绝缘 性、耐候性和耐腐蚀性,在许多电气部件中采用了此类橡胶例如用乙丙橡胶生 产电缆,尤其是海底电缆用EPDM或EPDM/PP代替了 PVC/NBR制作电缆的绝 缘层,电缆的绝缘性能和使用寿命有了大幅度提高在变压器绝缘垫、电子绝缘 护套方面也大量采用了乙丙橡胶制作④ •乙丙橡胶与其他橡胶并用也是乙丙橡胶应用的一个很大的领域,乙丙橡 胶与其他橡胶并用在性能上可互补并改善工艺和降低成本但由于各种配合剂对 不同高聚物的亲合能力各异,共硫化性又取决于各高聚物交联效率,不同高聚物 并用共混不可能达到分子级相容,而是分相存在的不均体系配合剂的这种相间 不均分配,对乙丙并用橡胶的性能有重大影响1) 三元乙丙橡胶与丁基橡胶有较好的相容性和共硫化性,此两胶并用物理 机械性能呈加和性,丁基橡胶可改善乙丙橡胶气密性,提高撕裂性和隔音性;而 乙丙橡胶改善了丁基橡胶的耐臭氧性和耐老化性,改善了丁基橡胶压出表面光 度,提高了半成品停放时的抗变形性能2) 三元乙丙橡胶可以不同比例与氯丁橡胶并用,以改善乙丙橡胶的耐油性 能乙丙橡胶与氯丁橡胶并用后,两种橡胶性能互补。
乙丙橡胶的耐油性、耐燃 性和粘着性有所改进;氯丁橡胶也改善了耐臭氧、耐化学腐蚀、耐热、耐蒸汽、 耐低温屈挠等性能,并提高了氯丁橡胶的加工油及炭黑的填充量,从而降低了成 本3) 乙丙橡胶与硅橡胶并用后,耐热性、耐天候性、低温柔顺性和电性能进 一步获得改善;硅橡胶力学性能也有较大改善三元乙丙橡胶与氟橡胶并用,氟 橡胶的低温性和乙丙橡胶的耐介质性均有提高,并降低了胶料的成本4) 乙丙橡胶对 SBR、NR 等进行改性,提高了此类橡胶的耐老化性和耐高温 性能,也提高了乙丙橡胶的粘着性5) 汽车密封条用的三元乙丙橡胶为适应汽车各部位密封要求,也曾与 LDPE、SBR 等进行过并用,并取得了理想效果与 LDPE 或液态聚丁二烯烃橡 胶并用可获得高硬度(邵尔A型硬度为96)EPDM橡胶,此类高硬度EPDM多数 应用于汽车水箱和行李箱密封条的生产尤其是采用与液态聚丁二烯烃橡胶并用 的高硬度EPDM橡胶其挤出工艺性较好6) 除乙丙橡胶与其他种类橡胶并用外,把乙丙橡胶作为热塑性工程塑料的 改性剂的应用,其用量不小而且应用也较广泛例如乙丙橡胶对 PVC、PP、PE 等的改性,主要改善这些热塑性工程塑料的耐候性、回弹性、低温抗脆性等性能 要求。
除上述外,乙丙橡胶在日常生活用品、体育器材、机械化工设备、润滑油改 性和各种橡胶制品生产领域中均有应用尽管乙丙橡胶的生胶价格偏高,尤其是进口的乙丙橡胶生胶价格更高,但充 分利用其高充油性和高填充性,并利用可与其他橡胶并用的特性,降低混炼胶的 生产成本是切实可行的,实际材料生产成本不会比其他橡胶高出多少四、聚合途径①技术特点:a:溶液聚合工艺特点:技术比较成熟,操作性稳定,是工业生产 EPR 的主要方法;产品的品种牌 号多,分子质量分布均匀,灰分含量少,应用范围广;产品的绝缘性好但是由 于聚合是在溶剂中进行,传质传热受到很大限制,聚合物的质过分数一般控制在 6%〜9%,最高仅达11%〜14%,聚合效率很低同时,由于溶剂需回收,生 产流程增多,设备要求高,建设投资及操作成本较高b:悬浮聚合工艺的特点是:聚合产物不溶于反应介质丙烯,体系粘度较低,提高了转化率,聚合物的质 量分数高达 30%〜35%,因而其生产能力是溶液法的 4〜5 倍;无溶剂回收精制 和凝聚等工序,工艺流程简化,基建投资少;可生产分子量很高的品种;产品成 本比溶液法低但其不足之处是:由于不使用溶剂,从聚合物中脱离残留催化剂 比较困难;产品品种牌号少,分子质量分布均匀性差,灰分含量较高;聚合物是 不溶于液态丙烯的悬浮粒子,使之保持悬浮状态较难,尤其当聚合物浓度较高和 出现少量凝胶时,反应釜易于挂胶,甚至发生设备管道堵塞现象;产品的电绝缘 性能较差。
②产品特点:1. 耐老化性 乙丙橡胶有优异的耐候性、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性乙丙橡胶制品在 120 °C下可长期使 用,在150-200 C下可短暂或间歇使用加入适宜防老剂可提高其使用温度 以过氧化物交联的三元乙丙橡胶可在更苛刻的条件下使用三元乙丙橡胶 在臭氧浓度50pphm、拉伸30%的条件下,可达150h以上不龟裂2. 电性能乙丙橡胶具有优异的电绝缘性能和耐电晕性,电性能优于或接近丁苯 橡胶、氯磺化聚乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯3. 耐腐蚀性由于乙丙橡胶缺乏极性,不饱和度低,因而对各种极性化学品如醇、 酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐 性;但在脂属和芳属溶剂 (如汽油、苯等 )及矿物油中稳定性较差在浓酸长 期作用下性能也要下降在 ISO/TR 7620 中汇集了近 400 种具有腐蚀性的 气态和液态化学品对各种橡胶性能作用的资料,并规定了 1-4 级表示其作 用的程度,见表 1表 1 腐蚀性化学品对橡胶性能的影响等级体积溶胀率/%硬度降低值对性能影响1<10<10轻微或无210-30<20较小330-60<30中等4>60>30严重4.低密度高填充性乙丙橡胶的密度是较低的一种橡胶,其密度为 0.87, 且可大量充油和加入填 充剂,因而可降低橡胶制品的成本,弥补了乙丙橡胶生胶价格高的缺点, 并且对高门尼值的乙丙橡胶来说,高填充后物理机械性能降低幅度不大。
5.耐水蒸汽性能乙丙橡胶有优异的耐水蒸汽性能并优于其耐热性在 230 °C过热蒸汽中,近 100h 后外观无变化而氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁基橡胶、丁 腈橡胶、天然橡胶在同样条件下,经历较短时间外观发生明显劣化现象6. 弹性由于乙丙橡胶分子结构中无极性取代基,分子内聚能低,分子链可在 较宽范围内保持柔顺性,仅次于天然橡胶和顺丁橡胶,并在低温下仍能保 持7. 耐过热水性能乙丙橡胶耐过热水性能亦较好,但与所用硫化系统密切相关以二硫代二吗啡啉、TMTD为硫化系统的乙丙橡胶,在125C过热水中浸泡15个月后,力学性能变化甚小,体积膨胀率仅 0.3% 8. 粘接性乙丙橡胶由于分子结构中缺少活性基团,内聚能较低,加上胶料易于 喷霜,自粘性和互粘性很差五、聚合体系各组分及其作用1、单体乙烯(1)理化性质主要成分: 含量>99.95% (以体积计)外观与性状: 无色气体,略具烃类特有的臭味, 少量乙烯具有淡淡的甜味熔点(°C): -169.4 沸点(°C): -103.9 相对密度(水=1): 0.61相对蒸气密度 (空气=1): 0.98 饱和蒸气压 (kPa): 4083.40(0 C)燃烧热(kJ/mol) : 1409.6 临界温度(C): 9.2临界压力(MPa): 5.04辛醇/水分配系数的对数值: 无资料引燃温度 (C):425 爆炸上(下)限 %(V/V) :36.0,2.7溶解性:不溶于水,微溶于乙醇、酮、苯,溶于醸, CCl4等有机溶剂。
主要用途: 自身加成制聚乙烯、聚氯乙烯、醋酸等,还可用来催熟水果其它理化性质: 可以和酸性高锰酸钾发生氧化还原反应,乙烯作为还原剂,被氧化成二氧化碳酸性高锰酸钾被还原而褪色还可以和 溴的四氯化碳发生加成反应,溴的四氯化碳溶液会褪色2) 技术指标及要求(3) CAS 号:74-85-1(4) 危险等级:a. 健康危害:具有较强的麻醉作用;急性中毒:吸入高浓度乙烯可立即引起意识丧失,无明显的兴奋期,但吸入新鲜空气后,可 很快苏醒对眼及呼吸道粘膜有轻微刺激性液态乙烯可 致皮肤冻伤;慢性影响:长期接触,可引起头昏、全身不 适、乏力、思维不集中个别人有胃肠道功能紊乱b. 环境危害:对环境有危害,对水体、土壤和大气可造成污染c. 燃爆危险:本品易燃5) 贮运要求:在传送过程中,钢瓶和容器必须接地和跨接,防止产生静 电搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损配备相应品种和数量的消防 器材及泄漏应急处理设备6) 使用注意事项:a. 操作注意事项:密闭操作,全面通风操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程建议操作人员穿防静电工作服 远离火种、热源,工作场所严禁吸烟使用防爆型的 通风系统和设备防止气体泄漏到工作场所空气中。
避免与氧化剂、卤素接触b. 储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房远离火种、热源库温不宜超过30°C应与氧化剂、卤素分开存放,切忌混储 采用防爆型照明、通风设施禁止使用易产生火花的 机械设备和工具储区应备有泄漏应急处理设备丙烯(1)理化性质主要成分: 纯品外观与性状: 无色、有烃类气味的气体熔点(C): -191.2 沸点(C): -47.72 相对密度(水=1): 0.5相对蒸气密度(空气=1): 1.48 饱和蒸气压(kPa): 602.88(0C)燃烧热(kJ/mol): 2049 临界温度(K): 364.75 临界压力(MPa): 4.550 闪点(C): -108弓I燃温度(C): 455爆炸上(下)限%(V/V): 11.7 , 2.0 溶解性: 溶于水、乙醇主要用途:用于制丙烯腈、环氧丙烷、丙酮等其它理化性质:丙烯除了在烯键上起反应外,还可在甲基上起反应 丙烯在 酸性催化剂(硫酸、无水氢氟酸等)存在下聚合,生成二聚体、三 聚体和四聚体的混合物,可用作高辛烷值燃料在齐格勒催化 剂存在下丙烯聚合生成聚丙烯丙烯与乙烯共聚生成乙丙橡胶 丙烯与硫酸起加成反应,生成异丙基硫酸,后者水解生成异丙 醇:丙烯与氯和水起加成反应,生成 1-氯-2-丙醇,后者与碱反 应生成环氧丙烷,加水生成丙二醇:丙烯在酸性催化剂存在下 与苯反应,生成异丙苯 C6H5CH(CH3 )2,它是合成苯酚和丙酮 的原料。
丙烯在酸性催化剂(硫酸、氢氟酸等)存在下,可与 异丁烷发生烃基化反应,生成的支链烷烃可用作高辛烷值燃料 丙烯在催化剂存在下与氨和空气中的氧起氨氧化反应,生成丙 烯腈,它是合成塑料、橡胶、纤维等高聚物的原料丙烯在高 温下氯化,生成烯丙基氯ch2=chch2ci,它是合成甘油的原料2)CAS 号:115-07-1(3)技术指标及要求(4)危险等级:a. 健康危害:本品为单纯窒息剂及轻度麻醉剂急性中毒:人吸入丙烯可引起意识丧失,当浓度为 15%时,需 30 分钟;24%时,需 3 分钟; 35%〜40%时,需20秒钟;40%以上时,仅需6秒钟,并引起 呕吐慢性影响:长期接触可引起头昏、乏力、全身不适、思维 不集中个别人胃肠道功能发生紊乱b. 环境危害:对环境有危害,对水体、土壤和大气可造成污染c. 燃爆危险:本品易燃5)注意事项:a. 操作注意事项:密闭操作,全面通风操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程远离火种、热源,工作场所严禁吸烟使用 防爆型的通风系统和设备防止气体泄漏到工作场所空气 中避免与氧化剂、酸类接触在传送过程中,钢瓶和容器 必须接地和跨接,防止产生静电搬运时轻装轻卸,防止钢 瓶及附件破损。
配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急 处理设备b. 储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房远离火种、热源库存温度不宜超过30°C应与氧化剂、酸类分开存放,切忌混储采用 防爆型照明、通风设施禁止使用易产生火花的机械设备和 工具储区应备有泄漏应急处理设备六、配方硬度57 三元乙丙橡胶配方原材料名称三元乙丙胶100拉伸强度(Mpa)13硫磺0.5扯断伸长率(%)520过氧化二异丙苯(DCP)6.5永久变形(%)7硬脂酸1.5硬度(邵氏)57高耐磨碳黑20撕裂强度(KN/m)半补强碳黑20脆性温度凡士林/防老剂D5/1.5硬度 65三元乙丙橡胶配方原材料名称三元乙丙胶100拉伸强度(Mpa)8.8促进剂M0.5扯断伸长率(%)478促进剂TMTM1.5永久变形(%)22硫磺1.5硬度(邵氏)65氧化锌5撕裂强度(KN/m)28硬脂酸1脆性温度-70高耐磨碳黑8050#机油50硬度 70三元乙丙橡胶配方原材料名称三元乙丙胶100拉伸强度(Mpa)13.5扯断伸长率(%)350聚苯硫醚10永久变形(%)8硫磺0.3硬度(邵氏)70氧化锌5撕裂强度(KN/m)28硬脂酸1脆性温度-65高耐磨碳黑50DCP3.5硬度 75三元乙丙橡胶配方原材料名称三元乙丙胶100拉伸强度(Mpa)15.8扯断伸长率(%)264防老剂22460.5永久变形(%)4海泊隆-205硬度(邵氏)75氧化锌5撕裂强度(KN/m)三氧化二锤5高耐磨碳黑70DCP4硬度 80三元乙丙橡胶配方原材料名称三元乙丙胶100拉伸强度(Mpa)18.5促进剂DM2扯断伸长率(%)150促进剂T T1.5永久变形(%)7硫磺0.5硬度(邵氏)80氧化锌5撕裂强度(KN/m)28硬脂酸1高耐磨碳黑70硬度 82三元乙丙橡胶配方原材料名称三元乙丙胶100拉伸强度(Mpa)20.4促进剂DM0.5扯断伸长率(%)205促进剂TM TD1.5脆性温度-62永久变形(%)3硫磺1.5硬度(邵氏)82氧化锌5撕裂强度(KN/m)28硬脂酸0.5氧化镁5100%顶伸强度(Mpa)85高耐磨碳黑80七、聚合工艺过程1、工艺流程简述:⑴溶液法:将处理过的单体按比例加入,并在聚合过程中保持恒定。
再吹进搅拌着的溶剂使之达到饱和状态,此时加入引发剂开始反应在连续的各聚 合釜入口处连续加入一定组成的单体和引发剂,使反应体系处于饱和状 态反应温度为38°C,压力为1.4-1.7MPa.经过一定的停留时间后,混 合物料进入混合器,加入防老剂等,经两次闪蒸,蒸出的单体回收后循 环利用,余下的混合物经洗涤、凝聚、筛分等过程,将溶剂回收循环使 用,分离出引发剂残渣,包装橡胶挤出干燥2)悬浮法:按一定比例将乙烯、丙烯、亚乙基降冰片烯单体混合物和引发剂各组 分,分别由聚合釜底部进料,将聚合温度控制在10C,压力为0.98 MPa, 聚合热由单体蒸发移出,蒸出的乙烯、丙烯由聚合釜上部排出,在分 离器中与夹套的胶粒分离,再经换热器,收集在贮槽中气相经压缩机压缩后在换热器中冷凝,液相送入原料单体管线,气相返回聚合釜, 氢气相对分子质量调节剂在分离器前加入含聚合物 30%(质量分数)的悬浮液由聚合釜底部导出,送到脱引 发剂装置在强化混合器内加入水使引发剂分解在洗涤塔中使油相 与水相逆流接触,在 0.78 MPa 条件下脱除未反应的单体乙烯、丙烯 脱除的单体一次经湿式分离器、空气冷却器、水冷凝器、盐水冷凝器 后的冷暖液和气相混合物,分别回收丙烯、乙烯和不凝气。
脱除单体 的水-胶液用泵送入二段脱气塔,在130°C和0.19MPa条件下脱除残余 的单体脱气塔用喷射泵送来的蒸汽直接加热,有脱气塔顶部出来的 气相产物进入一段脱气塔的底部脱气后的水-胶液用泵送入缓冲槽除 去水蒸气,此蒸汽经喷射泵作为二段脱气塔的部分热源缓冲槽的水- 胶液送入中和塔胶料经塔底导出经脱水干燥2、工艺流程图專鳖罐未反应单 体去反应器填充油丙烯乙烯第三单体・ •'溶剂图11-6溶液聚合生产三元乙丙橡胶的王艺流程1_ 丙烯干燥器;2_丙烯贮罐;3,4,17,19,21,47,50,52,53_ 冷凝器;5,10,15,22,24,40,46—输送泵;6,7,11,26—混合 器;8-NaOH倾析器;9_NaOH贮罐;12_乙烯洗涤塔;13-水倾析器;14,45_分离鼓;16-聚结器;18_乙烯干燥器; 20—第三单体干燥器;23—溶液贮罐;25—聚合釜;27—引发剂A贮罐;28—引发剂B贮罐;29_助引发剂贮罐;30—防/ 剂配制釜;31,39 _混合器;32—高压闪蒸罐;33,34_压缩机;35_低压闪蒸罐;36—干燥器;37-计量压块;38_包装;41_ 挤压机;42—洗涤罐;43—振动筛;44—凝聚釜;48—再沸器;49•亠溶剂蒸谓塔;51_溶剂倾析器废引发剂干燥包装丙烯 亚乙基降 冰片烯图11-7悬浮聚合生产乙丙橡胶工艺流程1 一聚合釜;2—分离器;3—换热器;4 一换热器;5—压缩机;6-贮槽;7—强化混合器;8—洗涤塔 9,13,18,21,23一泵;10—预热器;11—一段脱气塔;12—•湿式分离器;14 一空气冷却器;15—二段脱气塔;16—水冷凝器;17—喷射泵;T9 一缓冲罐;20—盐水冷凝器;22 —中和塔脱水分离八、安全及三废处理事项 乙丙橡胶应用越来越广泛,已硫化废橡胶和废产品如何回收再生利用是 一个值得研究开发的课题。
随地废弃,对环境有很大污染而用传统方法脱 硫再生效果不好目前世界上用微波脱硫方法进行已硫化乙丙废橡胶的回收 再生利用的研究开发已获成功,但国内还处于研究阶段一旦此方法在国内 研究开发成功,废乙丙橡胶回收再生利用所产生的经济和社会效益将是十分 巨大的九、聚合技术发展(⑴•溶液聚合法的发展主要是催化剂体系的演变,从钒-铝、钛-铝、到载体型钒、 钛系催化剂,发展到现在的茂金属催化剂以及单中心非茂催化剂等,使乙丙橡胶 生产过程日趋完善生产技术除了各种以提高质量、降低成本、增加性能为目的 的技术改进外, DuPont Dow、 Exxon 、 Mitsui 等公司茂金属乙丙橡胶已实现工业 化生产,这是溶液聚合法近年来最重要的进展之一悬浮聚合法的发展主要是使 用了高效钛催化剂使生产过程简化茂金属催化剂在该方法中的应用不多气相 聚合法是乙丙橡胶生产技术的重要进展,而且其催化剂体系从Ziegler—Natta经 典型的预聚合型发展到茂金属型同时生产工艺不断优化和完善,如消除了气相 聚合过程中挂胶堵塞现象,通过改进高活性钒催化剂的制备工艺,把副产物生成 量降至最低限度等等一段时间以来,茂金属催化剂的研究一直比较活跃,茂金 属催化剂应用于乙丙橡胶合成并实现工业化,标志着乙丙橡胶合成技术进入一个 崭新的发展阶段。
随着茂金属催化剂在乙丙橡胶生产中的成功应用,不仅传统的 溶液聚合法被赋予新的技术内涵,而且使气相聚合法合成乙丙橡胶成为乙丙橡胶 发展史上的一个飞跃,乙丙橡胶新产品开发也因茂金属催化剂的成功应用而层出 不穷,进展迅速其它新技术的应用使乙丙橡胶的性能更理想和完善,也不断有 新的产品出现预计在今后相当长的时间内溶液聚合技术因其技术成熟性和产品 牌号的广泛性仍是乙丙橡胶生产的主导技术,气相聚合技术和茂金属催化剂将是 乙丙橡胶发展的方向和趋势⑵•乙丙橡胶再生利用:乙丙橡胶应用越来越广泛,已硫化废橡胶和废产品如何回收再生利用是一个值得研究开发的课题随地废弃,对环境有很大污染而用 传统方法脱硫再生效果不好目前世界上用微波脱硫方法进行已硫化乙丙废橡胶 的回收再生利用的研究开发已获成功,但国内还处于研究阶段一旦此方法在国 内研究开发成功,废乙丙橡胶回收再生利用所产生的经济和社会效益将是十分巨 大的九.参考文献[1] 侯文顺•高聚物生产技术[M]•高等教育出版社,2007.[2] 候文顺.化工设计概论.[M].北京:化学工业出版社,1999.⑶王久芬.高聚物合成工艺.[M].国防工艺出版社,2004.[4]赵德仁等.高聚物合成工艺学.[M].北京:化学工业出版社,2002.⑸ 盖旭东.反应精馏分离技术进展.[M].现代化工出版社,1995⑹赵风岭.精馏的节能途径.[M].化学工程出版,1996[7]钱知勉.塑料性能应用手册.[M].上海科学技术文献出版社,1999十、致谢首先,感谢我们的曹晨刚老师对我的学习上的教导。
虽然只有六周的课,但 我非常喜欢这门学科课堂上,我体会到了老师有趣的教学,丰富的知识,还有 发现学生兴趣点来教课,短短几周我学到了很多知识在乙丙橡胶合成工艺设计的整个过程中,由于资料有限,知识水平的局限性, 所以有用到很多原著上的知识,对此表示对广大科研工作者的尊敬我已经尽力 整理了他们的作品,并尽量用自己已学到的知识来解释,所以我也收获颇丰完 成这样一次有意义的学习,我感到很满足,同时对于知识的渴求也更加强烈希 望老师们能更多地给予我们更有意义的教学在这里再次要向曹老师表示深深的敬意和感谢!。