bob竞猜官网
您当前位置:首页 > 产品中心 > 丁基胶塞
丁基橡胶的组成

  1941 年由美国规范石油公司首要完结工业组成今后,丁基橡胶的出产在世 界各国开展很快。 阳离子聚合工业化的品种相对较少, 只要丁基橡胶、 聚异丁烯、 聚乙烯基醚、 石油树脂等, 其间丁基橡胶是阳离子聚合中规划最大的工业化产品,且该系统的 性质决议了聚合反响需求在一 100 ℃条件下进行。 因此,丁基橡胶的出产工艺 在阳离子聚合工业中具有重要的典型含义。 理论基础: 由异丁烯与少量异戊二烯(为异丁烯的 1.5~4.5%)共聚在聚合物分 子中引进双键来进步其硫化功能 ,所得产品即丁基橡胶。 以氯甲烷为溶剂、三氯化铝为引发剂、在-100℃低温下进行阳离子共聚合, 聚合反响可以简略地表明为:

  因为异丁烯分子中有两个供电子的甲基使其端基=CH₂的亲核性增加,反响速 率极快,可在不到 1s 的时间内发生爆炸性的聚合。在一般状况下,可在 1min 左 右即完结放热反响,因此聚合反响有必要在一 100℃左右,快速拌和下进行。 异丁烯[MI]与异戊二烯[M 2]的共聚遵从一般共聚组成的方程式:

  在一 100℃下,以三氯化铝为引发剂时,异丁烯和异戊二烯的 r₁与 r ₂分别为 2.5 土 o.5 和 o.4 土 o.1。因此在间歇聚合釜中,有必要操控转化率<60%, 在接连聚合釜中有必要及时增加异丁烯才干坚持设定聚合物的组成。 阳离子聚合的机理特征可以归纳为快引发、快增加、易搬运、难停止,其间

  搬运是停止的首要办法,是影响聚合度的首要要素。 除羰基化合物、 杂环外, 阳离子聚合的烯类单体首要是带有供电子集团的异 丁烯、烷基乙烯基醚,以及有共轭结构的苯乙烯类、二烯烃等少量几种。异丁烯 简直是单烯烃中能阳离子聚合的首要单体。 阳离子聚合的引发剂一般是缺电子的亲电试剂, 它可以是一个单一的正离子 (正碳离子或质子) ,也可以在引发聚合前由几种物质反响发生引发活性种,此 时称其为引发系统。引发剂的品种许多,首要有质子酸和 Lewis 酸两大类。 质子酸引发阳离子为离解生成的 H, 而离解生成的酸根离子则作为碳阳离 子活性中心的抗衡阴离子(反离子) 。 一般质子酸如 H2SO4,HCl 等,因为生成

  的抗衡阴离子 SO42-、Cl- 等的亲核性较强,易与碳阳离子生成安稳的共价键, 使增加链失掉活性,因此一般难以取得高分子量产品。 Lewis 酸这类引发剂包含 AlCl3、BF3、SnCl4、SnCl5、ZnCl2 和 TiCl4 等金属卤 化物,以及 RAlCl2,R2AlCl 等有机金属化合物,其间以铝、硼 、钛、锡的卤化 物运用最广。 Lewis 酸引发阳离子聚合时,可在高收率下取得较高分子量的聚合 物,因此从工业上看,它们是阳离子聚合的首要引发剂。Lewis 酸引发经常需求 在质子给体或正碳离子给体的存鄙人才干有用。 质子给体或正碳离子给体是引发 剂,而 Lewis 酸是共引发剂(或称活化剂),二者一同称为引发系统。 一般状况下,Lewis 酸先与质子供体或阳离子供体构成络合物离子对,小部 别离解成质子(自在离子) ,两者构成平衡,然后引发单体。阳离子引发极快, 简直瞬间完结,与自在基的慢引发天壤之别。 链搬运反响是阳离子聚合中常见的副反响,其间向单体的链搬运, 即增加 链碳阳离子以 H 方式脱去β -氢给单体,这是阳离子聚合中最首要普遍存在的 也是难以按捺的内涵副反响。 阳离子聚合的活性种带有正电荷,同种电荷互斥,不能双基停止,也无凝胶 效应,这是与自在基聚合显着不同之处。质子酸引发时,增加链阳离子与酸根反 离子加成停止; 用 Lewis 酸引发时,一般是增加链阳离子与反离子中一部分阴离 子碎片结合而停止。一些亲核性杂质,如水、醇、酸、酐、酯、醚等,它们尽管 可以作为质子或碳阳离子源在 Lewis 酸活化下引发阳离子聚合。但它们的含量过 高时,还会导致搬运性链停止反响。

  阳离子聚合实践运用的比如很少, 这一方面是因为适合于阳离子聚合单体种 类少,另一方面其聚合条件严苛,如需在低温、高纯有机溶剂中进行,这约束了 它在工业上的运用。 离子聚合所用的引发剂对水极为灵敏。因此,离子聚合的施行办法中不能用 以水为介质的聚合办法, 即不能选用悬浮聚合和乳液聚合,只能选用本体聚合和 溶液聚合。而且单体和其它原猜中含水量应严格操控,其含水量以 10-6 计。在离 子聚合中溶液聚合办法为主。本体聚合法中只要低压法 HDPE 的出产。 在溶液聚合办法中常依据聚合物在溶剂中的溶解状况不同分为均相溶液聚 合(常称为溶液法)和非均相溶液聚合(常称为淤浆法) 。溶液聚合法首要用于 中压聚乙烯 PE、 聚丁二烯橡胶 (PBR) 、 聚异戊二烯橡胶 (PIPR) 、 乙-丙橡胶 (E-PR) 和溶液丁-苯橡胶 (SSBR) 等的出产。 淤浆法首要用于聚丙烯(PP)和丁基橡胶(PIBR) 的出产。 出产工艺: 丁基橡胶的工业出产常选用淤浆聚合法 将粗异丁烯和氯甲烷分别在脱水塔和精馏塔进行脱水和精制今后,与异戊二 烯在混合槽中按必定的份额混合。混合液在冷却器里冷却到一 100℃,然后送入 反响器。一起制造好引发剂溶液并冷却。聚合反响在一 98℃左右进行,简直瞬 时完结。 聚合物在氯甲烷中沉积构成颗粒状浆液。聚合后的淤浆液从反响器中送 流出来进入盛有热水的闪蒸罐, 蒸宣布溶剂氯甲烷和未反响单体。橡胶的水汲浆 液用泵送到挤出枯燥系统, 枯燥后包装为制品。闪蒸罐出来的蒸气经活性氧化铝 枯燥、分馏后送到进料和摧化剂制造系统循环运用。 1)引发剂的制造 制造引发剂时, 先把一部分溶剂直接加到固体 AlCl3 的容器中, 调制成含 AlCl3 为 4%一 5%的溶液,然后再稀释到 1%左右并冷至–90 一–95℃后送入聚合反响 器。引发剂的制造可采纳常温制造法和低温制造法两种。 2)聚合 丁基橡胶的聚合反响器是一种热交换器型的强制循环多管式聚合反响器,在 中心部分有上升流体活动的筒管,而在其周围钉小口径列管供下降流体用。通过 液化乙烯的蒸腾到达冷却的意图,以坚持聚合温度在一 100℃左右。聚合时,将 异丁烯和异戊二烯溶于 3 倍体积的 cH3c1 溶剂中,一起通入制造好的 AlCl3 的

  cH5c1 溶液。AlCl3 含量约为单体含量的 o.02%。 为避免反响器内发生聚合物的沉积与挂胶,一般要求淤浆在反响器内有 2—5m /s 的流速。因此,强有力的拌和器是这一聚合系统必不可少的。 3)别离后处理 丁基橡胶的别离是从溶液淤浆到水淤浆通过一次凝集后进行脱水枯燥的。 闪蒸塔内装有立式和斜向拌和器,拌和速度适中,以操控胶粒巨细。聚合物的淤 浆液被喷到闪蒸塔的热水中变成颗粒而涣散,溶剂与未反响单体被蒸宣布来。闪 蒸时的工艺条件为:温度 65—75℃,操作压力 140 一 150 kPa,PH 约为 7—9。 为避免橡胶粒子相互粘接和老化, 可参加橡胶量 1%的金属硬脂酸盐和 o. 2%左 右的防老剂。 进一步脱除残留的氯甲烷和单体异丁烯在真空气提塔中进行。闪蒸 后的橡胶颗粒经振动筛除掉大部分夹藏的水后, 可采纳揉捏胀大枯燥机或运送式 热风箱进行枯燥。 出产操控要素 1)温度 温度高,分子量低;温度低,分子量高。聚合温度对异丁烯和异戊二烯的共 聚反响有很大的影响, 温度高聚合物的相对分子质量下降,不饱和度和橡胶的物 理机械功能下降。 在常温下生成低相对分子质量的化合物,要得到具有实践运用 价值的聚合物,聚合温度有必要操控在-100℃以下。因此,质料、系统的冷却和聚合 系统的冷却都需求很多的冷凝器和紧缩设备, 给经济上和操作上都带来很烦。 2)杂质 在丁基橡胶的聚合系统中,由质料、情性气体、聚合反响器、管道都或许 带来杂质。 依照效果原理, 杂质可以分为给电子体和烯烃两大类。 给电子体如水、 甲醇、氯化氢、二甲醚、二氧化硫和氨等,分子中均含有末同享的电子对,而催 化剂 AlCl3 则有末排满的电子层, 因此这些杂质均可与 AlCl3 反响生成络合物。 若 杂质与 AlCl3 反响生成物活性不高,会导致转化率下降。这些杂质还具有链搬运 效果,当它们超越必定量时,则会致使聚合物分子量显着下降。分子量下降的程 度与杂质和 AlCl3 反响生成的络合物的离解度的巨细有关,离解度越大,可以进 行链搬运的负离子浓度越高,聚合物的分子量越小;也与杂质 AlCl3 络合物的浓 度有关,浓度越高,分子量越小。

  用处: 制造各种轮胎的内胎、无内胎轮胎的气密层、各种密封垫圈,在化学工 业中作盛放腐蚀性液体容器的面料、管道和运送带,农业上用作防水材料。 问题:1)水过量使阳离子聚合活性下降的原因是什么?(原因有二:一是或许 生成活性较低的鎓离子;二是向水搬运而停止,发生无活性的“络合物” 。 ) 2)为什么阳离子聚合要操控在较低的温度?(因为链停止或链搬运活化 能总是比链增加活化能大,所以温度升高,链停止或链搬运加速,分子量下降, 故阳离子聚合多在低温下进行。 )