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1、材料合成工藝設(shè)計材料合成工藝設(shè)計實驗名稱：順丁橡膠的合成制備工藝學(xué)院：材料與化工學(xué)院專業(yè)班級：材料科學(xué)與工程（一）班_______姓 名：侯博_____學(xué) 號：2010041331001222材料合成工藝設(shè)計目錄1引言21.1順丁橡膠產(chǎn)品概述21.2順丁橡膠生產(chǎn)工序方法21.2.1合成工序21.2.2合成方法21.3國內(nèi)順丁橡膠生產(chǎn)技術(shù)差距31.4順丁橡膠發(fā)展方向31.5生成物順丁橡膠的物理化學(xué)性質(zhì)及技術(shù)指標(biāo)41.5.1順丁橡膠的結(jié)構(gòu)41.5.2順丁橡膠的性能41.5.3順丁橡膠的用途52合成原理及生產(chǎn)工藝52.1合成原理---聚合機(jī)理52.2合成工藝（
2、一）——鎳系催化劑生產(chǎn)順丁橡膠62.3合成工藝（二）——充油法制備順丁橡膠72.4合成后期處理工段72.5合成工藝圖83三釜物料衡算94首釜物料衡算115設(shè)備選擇及計算136熱量衡算（首釜）157性能測試與分析167.1填充不同油對性能的影響167.2充油溫度對充油膠性能的影響187.3充油時間對充油膠性能的影響188結(jié)論19參考文獻(xiàn)20順丁橡膠的合成制備工藝22材料合成工藝設(shè)計1引言1.1順丁橡膠產(chǎn)品概述順丁烯橡膠，由丁二烯聚合制得的結(jié)構(gòu)規(guī)整的合成橡膠。與天然橡膠和丁苯橡膠相比，硫化后的順丁橡膠的耐寒性、耐磨性和彈性特別優(yōu)異，動負(fù)荷下發(fā)熱少，耐老化性尚好
3、，易與天然橡膠、氯丁橡膠或丁腈橡膠并用。根據(jù)順式1，4含量的不同，順丁橡膠又可分為低順式（順式1，4含量為35％～40％）、中順式(90％左右)和高順式（96％～99％）三類。高順式順丁橡膠分子間力小，分子量高，因而分子鏈柔性大,玻璃化溫度低（Tg=-110℃），在常溫?zé)o負(fù)荷時呈無定形態(tài)，承受外力時有很高的形變能力，是彈性和耐寒性最好的合成橡膠。且由于分子鏈比較規(guī)整，拉伸時可以獲得結(jié)晶補(bǔ)強(qiáng)，加入炭黑又可獲得顯著的炭黑補(bǔ)強(qiáng)效果，是一種綜合性能較好的通用橡膠。1.2順丁橡膠生產(chǎn)工序方法1.2.1合成工序順丁橡膠的生產(chǎn)工序包括：催化劑、終止劑和防老劑的配制計量,
4、丁二烯聚合,膠液凝聚和橡膠的脫水干燥。其聚合幾乎都采用連續(xù)溶液聚合流程，聚合裝置大都用3～5釜串聯(lián)，單釜容積為12～50m。所用溶劑和所得產(chǎn)物隨催化劑不同而異。1.2.2合成方法①用丁基鋰為催化劑生產(chǎn)順丁橡膠,多以環(huán)己烷(或己烷)作溶劑。這種聚合體系的催化活性高,工藝簡單，反應(yīng)容易控制；但所得順丁橡膠的順式1，4含量低，分子量分布窄，不易加工，硫化后的順丁橡膠的物理性能較差，一般只與聚苯乙烯樹脂混煉作改性樹脂。②用鈦或鈷催化體系生產(chǎn)順丁橡膠，一般選用苯或甲苯作溶劑，制得順丁橡膠的順式1，4含量高，硫化膠的物理性能類似，不同的是鈦系順丁橡膠的分子量分布窄、冷
5、流傾向大，加工性能也不如鈷系和鎳系順丁橡膠好。③用鎳系催化劑生產(chǎn)順丁橡膠，芳烴（如苯或甲苯）和脂肪烴（如環(huán)己烷、己烷、庚烷或加氫汽油）均可作為聚合溶劑，而且都得到高分子量、高順式順丁橡膠，以環(huán)烷酸鎳-三異丁基鋁-三氟化硼乙醚絡(luò)合物作催化劑、以抽余油22材料合成工藝設(shè)計作溶劑生產(chǎn)順丁橡膠的技術(shù)（我國生產(chǎn)橡膠的主要技術(shù)方法），中國自1959年開始研究，于1971年建成萬噸級生產(chǎn)裝置并投產(chǎn)。④尚有三種新型催化劑即：稀土催化劑（如環(huán)烷酸稀土－一氯二乙基鋁－三異丁基鋁）、π－烯丙基氯化鎳催化劑〔如(π-C3H5NiCl)2-四氯苯醌〕和鹵化π－烯丙基鈾催化劑均可制得
6、高順式(96％～99％)的順丁橡膠，而且活性和所得硫化膠的物理性能也好，但由于開發(fā)較晚，至80年代中期尚未達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)的程度。1.3國內(nèi)順丁橡膠生產(chǎn)技術(shù)差距①品種單一，品牌少，難以適應(yīng)市場變化需求②生產(chǎn)成本高③生產(chǎn)技術(shù)差④質(zhì)量上有差距因此，我們要采用新的技術(shù)改善我們的生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)新型聚合釜反應(yīng)器、催化劑陳化方式改進(jìn)、凝聚釜采用熱泵回收熱能。1.4順丁橡膠發(fā)展方向開發(fā)順丁橡膠新品種和新牌號，以調(diào)整現(xiàn)有順丁橡膠的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增加裝置適應(yīng)性。繼續(xù)進(jìn)行充油順丁橡膠不同充油份數(shù)及不同門尼的產(chǎn)品，稀土順丁橡膠產(chǎn)量很少、裝置規(guī)模小產(chǎn)品牌號單一，難以適應(yīng)多種用途、多種加工
7、配方的需求，缺少低順橡膠的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用研究，并盡早將研究成果投入工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)在順丁橡膠裝置上的多品種生產(chǎn)。優(yōu)化順丁橡膠現(xiàn)有的催化體系和工藝條件，進(jìn)一步降低物耗能耗，提高技術(shù)水平。催化劑陳化方式需改進(jìn)，以提高總轉(zhuǎn)化率，穩(wěn)定活性。國內(nèi)蒸汽與溶劑的消耗略高于國外，增加了產(chǎn)品成本，產(chǎn)品出口量小。需要提高生產(chǎn)自控水平，如在線門尼粘度檢測水平低，導(dǎo)致產(chǎn)品門尼粘度波動較大，影響了用戶使用。開發(fā)新型聚合反應(yīng)器。目前順丁橡膠采用，采用雙螺帶攪拌器，存在返混態(tài)、攪拌不均等缺陷。所以主要是攪拌漿型的改動，提高混合效果，強(qiáng)化傳熱能力，從而能優(yōu)化聚合工藝指標(biāo)，提高產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量
8、。不斷開辟順丁橡膠在非輪胎制品中的應(yīng)用。增加順丁橡膠在工程輪胎、2
