丁苯橡胶生产工艺
丁苯橡胶的生产工艺
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丁苯橡胶的生产工艺
摘要：
丁苯橡胶（SBR) 是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶之一。本文将介绍丁苯橡胶的结构特点、合成原理、应用和其改性等，并以低温乳液和溶液聚合法生产丁苯橡胶为例，对其生产工艺和工艺条件控制进行详细探讨，最后对其发展前景做出简单探讨。
关键词：
丁苯橡胶、低温乳液聚合、生产工艺、工艺条件控制
正文：
1.丁苯橡胶的分类、结构、性能及用途
1.1丁苯橡胶的分类
丁苯橡胶品种繁多，如按聚合方法、聚合温度、辅助单体含量及充填剂等的不同，丁苯橡胶简分为下列几类。
①按聚合方法和条件分类
可以分为乳液聚丁苯橡胶和溶液聚丁苯橡胶；乳聚丁苯橡胶开发历史悠久, 生产和加工工艺成熟, 应用广泛, 其生产能力、产量和消耗量在丁苯橡胶中均占首位。溶聚丁苯橡胶是兼具多种综合性能的橡胶品种, 其生产工艺与乳聚丁苯橡
胶相比, 具有装置适应能力强、胶种多样化、单体转化率高、排污量小、聚合助剂品种少等优点, 是今后的发展方向。
乳液聚丁苯橡胶又可以分为高温乳液聚合丁苯橡胶和低温乳液聚合丁苯橡胶，后者应用较广，前者趋于淘汰。
在生产工艺上，乳液聚合丁苯橡胶更加成熟，因此本文主要介绍低温乳液聚合生产丁苯橡胶的生产工艺。
1.2丁苯橡胶的结构、组成对性能的影响
典型丁苯橡胶的结构特征如表1－2－1
表1－2－1 典型丁苯橡胶的结构特征
1.2.1 丁苯橡胶的结构
丁苯橡胶中的丁二烯链节，按其结构可有三种形式。从表1－2－1可知，丁二烯的三种结构形式都能存在。因掺杂有苯乙烯链节，所以丁苯橡胶的主体结构不规整，不易结晶，是无定形聚合物。因为在丁苯橡胶硫化时，丁二烯链节中顺式—1，4和反式—1，4两种结构会发生异构而相互转化，最后可达到一个平衡态。又在低温丁苯和高温丁苯中1．2—丁二烯链节的含量相差不太大．所以丁二烯微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大。
但从此表中可看到聚合温度的影响却很大。主要是高温(50℃)聚合时．支化较严重．凝胶物含量较高；在同等分子量下．分子量分布较宽。低温聚合下由于它的分子量分布较窄，硫化时不被硫化的低分子量部分较少，可均匀硫化．从而使交联密度较高。故由低温丁苯橡胶所得硫化胶的物理机械性能(如拉伸强度、弹性及加工性)均较高温丁苯为优。
1.2.2 苯乙烯的含量
丁二烯和苯乙烯可按任一比例共聚，但所得丁苯共聚物的Tg则随苯乙烯含量增加而线性上升。大量生产的普通型丁苯橡胶，含苯乙烯23.5％，Tg为－57～－52℃.当苯乙烯的含量高达70％时，它的硬度高，耐磨、耐酸碱，但弹性下降。苯乙烯含量为10％时，Tg为－75℃，其性能与高苯乙烯含量的相反，而耐寒性却提高很多。
1.3丁苯橡胶的性能及应用
1.3.1乳液丁苯橡胶
丁苯橡胶(生胶)外观是浅黄褐色的弹性体．分子量为15—20万(渗透压法)，它的密度与Tg则随生胶中苯乙烯含量而改变。
①乳液丁苯橡胶与天然橡胶的对比
丁苯生胶的介电性能、对氧及热的稳定性均比天然橡胶好。但是它的粘结性不好，可塑性低，所以不易加工。若用硫黄硫化时，它的硫化速度比天然橡胶慢，故须加入较多的硫化促进刑。丁苯橡胶硫化后的硫化胶中，若加有炭黑补强剂，其强度可大大增加。它的弹性、耐磨性、耐老化性能均可超过天然橡胶；耐酸性、耐碱性、介电性及气密性与天然橡胶相似。但是大分子结构中含有苯环，滞后损失大，动恋变形时发热量大，由制造的轮胎使用寿命较短。
②乳液丁苯橡胶的应用
大多数场合下可代替天然橡胶使用，主要用于汽车轮胎及各种工业橡胶制品。含苯乙烯较少的丁苯橡胶，可用作耐寒橡胶制品；苯乙烯含量高者，则制作硬质橡胶制品。
1.3.2溶液丁苯橡胶
丁二烯与苯乙烯在有机溶剂中用有机锂化合物作引发剂进行阴离子共聚反应所得的弹性体，称为溶液聚合丁苯橡胶(S—SBR)，或溶液丁苯。
溶液丁苯具有多种结构，能制取各种类型的橡胶制品。按丁二烯苯乙烯两种单体共聚结合的方式，它可分为无规共聚型及嵌段共聚型，前一类为通用型合成橡胶，用于轮胎、鞋类和工业橡胶制品。后一类为热塑性弹性体，用于鞋类及其他工业制品。溶液丁苯和乳液丁苯一样，也可充油或充炭黑得到相应的充油或充炭黑的溶液丁苯橡胶。
2.低温乳液丁苯橡胶的合成
2.1 主要原料
①1，3—丁二烯
1，3一丁二烯的结构式为：CH2＝CH－CH＝CH2
1．3—丁二烯是最简单的共轭双烯烃。在常温、常压下为无色气体，相对分于质量为54.09。相对密度0.6211，熔点-108.9℃，沸点-4.5℃。有特殊气味，有麻醉性，特别刺激黏膜。容易液化，易溶于有机溶剂。性质活泼，容易发生自聚反应，因此在贮存、运输过程中要加人叔丁邻苯二酚阻聚剂。
②苯乙烯
苯乙烯为无色或微黄色的油状液体，有特殊的气味，熔点为-306℃，密度为
900kg/m3，沸点为145~146℃。苯乙烯不溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮、二硫化碳等有机溶剂中。聚合级苯乙烯的纯度应高于99.5%。
2.2 丁苯乳液聚合的配方
2.3合成原理
①乳液聚合丁苯橡胶的聚合原理
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：
在典型的低温乳液聚合共聚物大分于链中顺式约占9.5%，反式约占55%，乙烯基约占12%。如果采用高温乳液聚合，则其产物大分于链中顺式约占16.6%，反式约占46.3%，乙烯基约占13.7%。
3.丁苯橡胶的生产工艺和工艺控制
3.1 低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺过程
低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺流程如图3.1所示。
图3.1 乳液聚合生产丁苯橡胶工艺流程
1-丁二烯原料罐2-调节剂槽3-苯乙烯贮罐4-去离子水贮罐6-活化剂槽7-过氧化物贮罐8-分离罐
9,10,11,12,13,14,15,21,39,48,49-输送泵16-冷却器17-洗气罐18-丁二烯贮罐19-聚合釜20 终止剂贮罐
22-终止釜23-缓冲罐24，25闪蒸器26,37 –胶液泵27,32,34-冷凝器28-压缩机29-真空泵30苯乙烯汽提塔31 气体分离器33喷射泵35 升压器36苯乙烯罐38混合槽40硫酸贮槽41食盐水贮槽42清浆液贮槽43絮凝槽44胶粒化槽45 转化槽46筛子47 冉浆化槽50真空旋转过滤器51粉碎机52鼓风机53空气输送带54干燥机55输送器56 自动计量器57成型机58 金属检测器59 包装机
3.1.1 工艺流程简述
原料丁二烯和苯乙烯按一定比例用量配成碳氢相液，在多台串联聚合釜中于5～8℃，在有氧化还原催化体系的水乳液介质存在下，进行自由基共聚合反应。介质中除水、乳化剂外，有引发剂、活化剂、分子量调节、电解质等助剂。当聚合反应6～10小时，聚合转化率达60～62%时，可加入终止剂使聚合反应终止。所得胶乳经闪蒸脱气工序回收未反应的丁二烯和苯乙烯单体后，再加入防老剂和高分子凝聚剂，
3.2 低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺条件控制
①单体的纯度
单体纯度的要求较高，如丁苯橡胶合成时，丁二烯和苯乙烯的纯度各要求＞
99%及＞99.6%。其中某些杂质，如烯、炔及过氧化合物等必须严格控制，故在聚合前须将单体仔细提纯。
由于丁二烯和苯乙烯中有阻聚剂，因而使用前要除去阻聚剂。阻聚剂含量低于10mg/kg对聚合反应无明显影响，当高于此值达100mg/kg时，则用浓度为10%~15%的氢氧化钠溶液于30℃进行洗涤除去，也可采用多加引发剂，消耗掉阻聚剂的方法。
②共聚单体的配比
丁二烯(M1)与苯乙烯(M2)在5℃进行自由基型乳液聚合时．相应的竞聚率为r1＝1.38。r2＝0.64〔50℃时r1＝1.4，r2＝0.5)，由此可知丁二烯的活性比苯乙烯大。另外，共聚物的组成会随共聚转化率的提高而不断改变，所以共聚时两种单体的配比必须设法控制和调节，以制取具有—定组成的共聚物。
由于丁苯橡胶性能的研究，测知苯乙烯含量为23.5%(质量)的共聚物具有最佳的综合性能，又经实验研究确定．共聚进料中丁二烯／苯乙烯比值(质量)为72／28—70／30，而单体转比率达在60%以前，则共聚物中苯乙烯含量几乎不受转化率的影响，得到的丁苯橡胶中苯乙烯含量在23%左右。
③反应条件的控制
反应温度5~7℃；操作压力：0.25MPa；反应时间：8~10小时；转化率：60%+2%④聚合终点的控制
聚合反应的终点取决于共聚彻组成及产物的门尼粘度这两个要求。
由于共聚物组成的要求(苯乙烯含量为23%左右及组成均—)，工业生产中确定转化率达到60士2%时必须停止聚合。根据商品的要求，不同牌号的产品，就有不同的门尼粘度值(即不同分子量、分子量分布的丁苯橡胶)。如果转化率还未到达60%，而门尼粘度已达到产品牌号的要求值时，也必须终止反应．以确保产物的门尼粘度值合格。
实际上，在稳定的加料条件下，转化率与反应速度、反应时间有关．而门尼粘度可由分子量调节剂用量来调整。所以在工业生产中可由协调分子量调节剂及引发剂用量的方法，能正确地控制(一定的聚合速度下)转比率达到60%而又能使产物的门尼粘度达到要求的数值。
测定转化率的新办法是利用胶乳密度随转化率上升而增加的性质来测定的。若采用γ—射线密度计则可快速测定之。
⑤乳液胶粒粒径的控制
为了大规模生产，必须采用连续法乳液聚合。除了其他因素外，乳液聚合中乳胶粒子的粒径与它在聚合釜中的停留时间有关。根据连续搅拌釜的停留时间分布函数的特性，若串联的聚合釜越多，则停留时间分布函数越狭窄。工业生产中常采用8—12个聚合釜串联起来，可使胶乳粒子的粒径分布狭窄，又可提高产品的质量(产品的分子量分布较狭，支联也较少)。若串联的聚合釜数目增加，而总的停留时间保持不变，则必须提高物料流动速度，也即提高了单位时间的生产能力，有利于大规模生产。
4 溶液法合成丁苯橡胶
4.1. 典型生产配方及工艺
生产溶液聚合丁苯橡胶的典型生产配方及工艺条件如4.1表所示
表4.1溶聚丁苯的典型配方及工艺条件
溶聚丁苯橡胶的生产工艺流程如图4.2所示
图4.2 溶聚丁苯橡胶生产工艺流程
4.3 重要工序及设备
4.3.1 原料准备
①单体和引发剂
溶液丁苯橡胶的生产是锂系引发剂存在下的阴离子聚合所以对材料的要求很高，对生产溶聚丁苯橡胶的主要原料丁二烯、苯乙烯、环己烷和正庚烷的规格和要求如下：
1,3-丁二烯〉99.5% 硫〈10ppm
苯乙烯〉99.6% 甲苯〈8pm
环己烷〉98% 过氧化物〈10ppm
水〈50ppm 双烯烃(丙二酸，1.2-丁二烯) 〈110ppm
醇类〈15ppm 炔烃总量〈100ppm
引发剂正（仲）丁基锂用正（仲）丁烷与金属锂在氩气保护下，以环己烷为溶剂直接反应制得。
②无规试剂
添加无规试剂来制造溶聚丁苯橡胶是工业上通常采用的方法，常用的无规试剂为给电子试剂和碱金属烷氧基化合物两大类，给电子试剂如醚类、胺类、含磷化合物类、混合吡啶等。碱金属烷氧基化合物如叔丁基钾、叔丁氧基钠等尤其是前者也是优良的无规试剂。两类无规试剂的加入都可以改变单体丁二烯和苯乙烯的相对反应活性，得到无规聚合物。同时聚合机理的改变也会影响聚丁二烯的微观结构，使1,2结构随无规试剂的种类和添加量而变化。
③偶联剂
溶聚丁苯分子量分布窄，元文化度的结构特点，虽然赋予它一些优良的性能，但也造成对其成型加工不利。通过加入带有多官能团的偶联剂到活性聚合物体系中，让它与活性锂封端的聚合物相连接，使可使部分子链的分子量倍增，从而加宽分子量分布或者提高分子链的文化度，使其加工性能和冷流性得到改善。
工业上常用的偶联剂是一些带有多官能团的化合物如二乙烯基苯、二乙烯基柰、四氯化硅、己二酸二乙酯等。其中以SnCl4最为普遍。各种偶联剂对硫化胶性能的影响如表4.3所示
表4.3 偶联剂对偶联化合物硫化胶性能的影响
④防老剂
为防止橡胶老化，在凝胶前常向聚合物溶剂中加入防老化剂。常用的防老化剂有污染型和废污染型。前一类加苯基-β-萘胺（防老剂丁），后一类如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（防老剂264）。
4.3.2 聚合
溶聚丁苯橡胶的聚合过程分为间歇聚合和连续聚合。连续聚合即可在两台或多台串联的聚合釜内进行，出可以在单台釜内进行。
溶液聚合的丁苯橡胶的反应速度一般比丁二烯橡胶大，几乎只需要一个小时既能完成反应，而且可以达到很高的转化率，随着聚合反应得进行，聚合物的分子量不断增大，溶液粘度随之增高，一旦产生局部过热则很容易产生凝胶化。为此聚合物的浓度不能过高，一般为12%-15%，而且分子量不能过大，需将胶液粘度控制在10-20Pa?S。为保证粘度溶液的均匀混合和传热效率，釜内设置强有力地高效螺带式或透平式搅拌器。聚合热可采用夹套冷排出或在聚合釜内设置回流或非回流式内冷管导出。
单釜间操作时加料顺序较为关键，一般需技单体，无规划的顺序加入，最后加入引发剂，聚合反应即可等温操作，也可以绝热操作。
聚合的关键设备是聚合釜，聚合釜由碳钢制成（内壁不需要进行特殊处理）。聚合釜容积一般为18-30m3，个别为50m3。
4.3.3 凝聚、分离、回收
凝胶一般采用双塔流程，在第一凝聚塔中，进入的胶液在分散剂的存在下被喷到被蒸气加热的温水中并从中析出胶粒。大部分的水和溶剂从塔顶蒸出，经分离，油相去溶剂精制工序，水相则返回第一凝聚塔循环使用，胶料从塔底导出进
入第二凝聚塔。通入蒸气将剩余溶剂蒸出，溶剂和水汽从塔顶选出进入第一凝聚
塔下部。脱出溶剂的胶料从第二凝聚塔进入贮槽，然后送去脱水干燥工序。
凝聚釜容积50-70m3。材质为不锈钢，凝聚釜内设有挡板，带搅拌器。凝胶经多点进入。
胶水比5%-10%。为第一凝聚塔操作温度85℃，第二凝聚塔为95-105℃。百分之几的无规试剂在如图4.4所示的回收系统中尽量没有损失的分离回收。
图4.4添加的极性化合物的回收方法
4.4 后处理
溶聚丁苯橡胶的后处理可采用凝聚干燥法和直接干燥法。
由于在溶聚丁苯中使用的L1系催化剂不同于奇格拉型过渡金属催化剂，它即使残留于橡胶中，对橡胶性能也没有明显的影响，故后处理工序可采用直接干燥法进行。
5 、丁苯橡胶生产的发展建议
5.1 新建装置宜慎重
随着我国多套新建或扩建丁苯橡胶装置的陆续建成投产, 预计到2011
年我国丁苯橡胶的生产能力将达到约120.0 万t /a,而届时的需求量只有约105.0
万t /a, 生产能力将出现过剩, 因此今后新建生产装置应该慎重。
5.2 调整产品结构, 加快新产品的开发和应用
目前我国乳聚丁苯橡胶生产装置生产的品种还相当有限，有些特殊性能的丁苯橡胶还不能做到独立生产。有些产品仍然依靠进口, 今后随着国际市场一体化进程的加剧, 国产丁苯橡胶产品品种将面临严重的挑战。因此应充分重视丁苯橡胶新产品和新技术的开发工作, 充分利用已有的研究开发机构从事基础研究以
及战略研究工作, 努力开发新产品、新牌号,并使之系列化, 以提高国内产品的市场占有率。
5.3 应重视产品的加工应用研究
丁苯橡胶生产企业应积极与下游企业相互结合, 共同进行产品的开发。使丁苯橡胶的生产、开发与市场需求相结合。
5.4 积极拓展出口市场
随着国内多套新建或扩建丁苯橡胶生产装置的陆续投产, 国内的生产能力将出现过剩, 加上世界丁苯橡胶的产能大大过剩, 因此, 未来几年我国丁苯橡胶的市场竞争将会更加激烈, 相关企业应该不断提高产品质量, 积极开发国外市场, 扩大出口,参与国际竞争。
5.5 加快溶聚丁苯橡胶的应用开发
溶聚丁苯橡胶是兼具多种综合性能的橡胶品种, 其生产工艺与乳聚丁苯橡
胶相比具有装置适应能力强、胶种多样化、单体转化率高、排污量小、聚合助剂品种少等优点, 是今后的发展方向。因此, 在大力发展乳聚丁苯橡胶的同时, 应加快溶聚丁苯橡胶产品的开发和应用研究, 以增加产品品种,满足国内实际生产的需求。
参考文献：
[1] 赵德仁，张慰盛.高聚物合成工艺学（第二版）[M]. 北京：化学工业出版
社,1997.
[2] 于红军.高分子化学及工艺学[M]. 北京：化学工业出版社,2000.
[3] 王久芬.高聚物合成工艺 [M]. 北京：国防工业出版社,2005.
[4] 侯文顺，杨宗伟.高聚物生产技术[M]. 北京：高等教育出版社,2007.
[5]聂恒凯. 橡胶材料与配方[M]. 北京：化学工业出版社,2004.
[6] 崔小明. 国内外丁苯橡胶的供需现状及发展前景[J].化学工业，2008，26
（2）:23-30
[7] 燕山石油化学总公司?热塑性弹性体的发展?1983
[8] 杨清芝?现代橡胶工业?北京；中国石化出版社，1997
丁苯橡胶生产工艺
丁苯橡胶的生产工艺 (2011-10-03 23:05:53)转载▼ 标签：丁苯橡胶中顺苯乙烯丁二烯乳液聚合转化率橡胶教育 1.1 丁苯橡胶的分类 丁苯橡胶品种繁多，如按聚合方法、聚合温度、辅助单体含量及充填剂等的不同，丁苯橡胶简分为下列几类。 ①按聚合方法和条件分类 可以分为乳液聚丁苯橡胶和溶液聚丁苯橡胶；乳聚丁苯橡胶开发历史悠久, 生产和加工工艺成熟, 应用广泛, 其生产能力、产量和消耗量在丁苯橡胶中均占首位。溶聚丁苯橡胶是兼具多种综合性能的橡胶品种, 其生产工艺与乳聚丁苯橡胶相比, 具有装置适应能力强、胶种多样化、单体转化率高、排污量小、聚合助剂品种少等优点, 是今后的发展方向。 乳液聚丁苯橡胶又可以分为高温乳液聚合丁苯橡胶和低温乳液聚合丁苯橡胶，后者应用较广，前者趋于淘汰。 在生产工艺上，乳液聚合丁苯橡胶更加成熟，因此本文主要介绍低温乳液聚合生产丁苯橡胶的生产工艺。 ②按填料品种分类 可以分为充炭黑丁苯橡胶、充油丁苯橡胶和充炭黑充油丁苯橡胶等。 ③按苯乙烯含量分类 丁苯橡胶—10、丁苯橡胶—30、丁苯橡胶—50等，其中数字为苯乙烯聚合时的含量（质量），最常用的是丁苯橡胶—30 1.2 丁苯橡胶的结构
典型丁苯橡胶的结构特征如表一: 表一典型丁苯橡胶的结构特征 ①大分子宏观结构包括 单体比例、平均相对分子质量及分布、分子结构的线性或非线性，凝胶含量等。 ②微观结构主要包括 丁二烯链段中顺式—1，4、反式—1，4和1，2—结构(乙烯基)的比例，苯乙烯、丁二烯单元的分布等。 ③无定形聚合物 因掺杂有苯乙烯链节，所以丁苯橡胶的主体结构不规整，不易结晶。 ④丁二烯的微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大 在丁苯橡胶硫化时，丁二烯链节中顺式—1，4和反式—1，4两种结构会发生异构而相互转化，最后可达到一个平衡态。又在低温丁苯和高温丁苯中1．2—丁二烯链节的含量相差不太大．所以丁二烯微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大。 ⑤苯乙烯含量与玻璃化转变温度 丁苯橡胶的玻璃化温度取决于苯乙烯均聚物的含量。乙烯基的含量越低，玻璃化温度越低。可以按需要的比例从100%的丁二烯(顺式、反式的玻璃化温度都是-100℃)调够到100%的聚苯乙烯(玻璃化温度为90℃)。玻璃化温度对硫化橡胶的性质起重要作用，大部分乳液聚合丁苯橡胶含苯乙烯为23.5%，这种含量的丁苯橡胶具有较好的综合物理机械性能。 ⑥低温丁苯橡胶性能优于高温丁苯橡胶 高温(50℃)聚合时．支化较严重．凝胶物含量较高；在同等分子量下．分子量
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高聚物合成工艺学 论文 学院：化学工程学院 专业：材料化学 班级：材料131 姓名：刘东杰 学号： 2013121531 2016年 4 月25 日
1.丁苯橡胶的分类、结构、性能及用途 1.1丁苯橡胶的分类 丁苯橡胶品种繁多，如按聚合方法、聚合温度、辅助单体含量及充填剂等的不同，丁苯橡胶简分为下列几类。 ①按聚合方法和条件分类 可以分为乳液聚丁苯橡胶和溶液聚丁苯橡胶；乳聚丁苯橡胶开发历史悠久, 生产和加工工艺成熟, 应用广泛, 其生产能力、产量和消耗量在丁苯橡胶中均占首位。溶聚丁苯橡胶是兼具多种综合性能的橡胶品种, 其生产工艺与乳聚丁苯橡胶相比, 具有装置适应能力强、胶种多样化、单体转化率高、排污量小、聚合助剂品种少等优点, 是今后的发展方向。 乳液聚丁苯橡胶又可以分为高温乳液聚合丁苯橡胶和低温乳液聚合丁苯橡胶，后者应用较广，前者趋于淘汰。 在生产工艺上，乳液聚合丁苯橡胶更加成熟，因此本文主要介绍低温乳液聚合生产丁苯橡胶的生产工艺。 ②按填料品种分类 可以分为充炭黑丁苯橡胶、充油丁苯橡胶和充炭黑充油丁苯橡胶等。 ③按苯乙烯含量分类 丁苯橡胶—10、丁苯橡胶—30、丁苯橡胶—50等，其中数字为苯乙烯聚合时的含量（质量），最常用的是丁苯橡胶—30 1.2丁苯橡胶的结构 典型丁苯橡胶的结构特征如表一:
表一典型丁苯橡胶的结构特征 ①大分子宏观结构包括 单体比例、平均相对分子质量及分布、分子结构的线性或非线性，凝胶含量等。 ②微观结构主要包括 丁二烯链段中顺式—1，4、反式—1，4和1，2—结构(乙烯基)的比例，苯乙烯、丁二烯单元的分布等。 ③无定形聚合物 因掺杂有苯乙烯链节，所以丁苯橡胶的主体结构不规整，不易结晶。 ④丁二烯的微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大 在丁苯橡胶硫化时，丁二烯链节中顺式—1，4和反式—1，4两种结构会发生异构而相互转化，最后可达到一个平衡态。又在低温丁苯和高温丁苯中1．2—丁二烯链节的含量相差不太大．所以丁二烯微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大。 ⑤苯乙烯含量与玻璃化转变温度 丁苯橡胶的玻璃化温度取决于苯乙烯均聚物的含量。乙烯基的含量越低，玻璃化温度越低。可以按需要的比例从100%的丁二烯(顺式、反式的玻璃化温度都是-100℃)调够到100%的聚苯乙烯(玻璃化温度为90℃)。玻璃化温度对硫化橡胶的性质起重要作用，大部分乳液聚合丁苯橡胶含苯乙烯为23.5%，这种含量的丁苯橡胶具有较好的综合物理机械性能。 ⑥低温丁苯橡胶性能优于高温丁苯橡胶 高温(50℃)聚合时．支化较严重．凝胶物含量较高；在同等分子量下．分子量分布较宽。低温聚合下由于它的分子量分布较窄，硫化时不被硫化的低分子量部分较少，可均匀硫化．从而使交联密度较高。故由低温丁苯橡胶所得硫化胶的物理机械性能(如拉伸强度、弹性及加工性)均较高温丁苯为优。 1.3丁苯橡胶的性能及应用 1.3.1乳液丁苯橡胶 丁苯橡胶(生胶)外观是浅黄褐色的弹性体．分子量为15—20万(渗透压法)，它的密度与Tg则随生胶中苯乙烯含量而改变。 ①乳液丁苯橡胶与天然橡胶的对比 丁苯生胶的介电性能、对氧及热的稳定性均比天然橡胶好。但是它的粘结性不好，可塑性低，所以不易加工。若用硫黄硫化时，它的硫化速度比天然橡胶慢，故须加入较多的硫化促进刑。丁苯橡胶硫化后的硫化胶中，若加有炭黑补强剂，其强度可大大增加。它的弹性、耐磨性、耐老化性能均可超过天然橡胶；耐酸性、
丁苯橡胶的生产工艺与技术路线的选择
丁苯橡胶的生产工艺和技术路线的选择丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯两种单体经共聚合反应而生成的弹性体共聚物。按聚合工艺方法可分为乳聚丁苯橡胶(ESBR)和溶聚丁苯橡胶(SSBR)两大类。从聚合机理来看，ESBR是自由基聚合，而SSBR是采用阴离子活性聚合。ESBR的发展已过鼎盛时期，而SSBR的发展目前正处于稳步上升阶段。 2.1 丁苯橡胶的分类及品种 2.1.1 乳聚丁苯橡胶的生产工艺 乳聚丁苯橡胶(ESBR)的生产历史悠久，乳聚丁苯橡胶是通过自由基聚合得到的，在20世纪50年代以前，均是高温丁苯橡胶，1937年由德国Farben公司首先实现工业化，它是当前合成橡胶中生产能力最大的品种。50年代初才出现了性能优异的低温丁苯橡胶。目前所使用的乳聚丁苯橡胶基本上为低温乳聚丁苯橡胶。羧基丁苯橡胶是在丁苯橡胶聚合过程中加入少量(1～3％)的丙烯酸类单体共聚而制成。其力学性能和耐老化性能等较丁苯橡胶好。但这种橡胶吸水后容易早期硫化，工艺上不易掌握。高苯乙烯丁苯橡胶是将苯乙烯含量为85～87％的高苯乙烯树脂胶乳和丁苯橡胶(常用SBR1500)胶乳以一定比例混合后经共凝得到的产品。…… 1、工艺流程简述 原料丁二烯和苯乙烯按一定比例用量配成碳氢相液，在多台串联聚合釜中于5～8℃，在有氧化还原催化体系的水乳液介质存在下，进行自由基共聚合反应。介质中除水、乳化剂外，有引发剂、活化剂、分子量调节、电解质等助剂。当聚合反应6～10小时，聚合转化率达60～62%时，可加入终止剂使聚合反应终止。所得胶乳经闪蒸脱气工序回收未反应的丁二烯和苯乙烯单体后，再加入防老剂和高分子凝聚剂，…… 低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺流程如图2.1所示。
丁苯橡胶的生产工艺与技术路线的选择
丁苯橡胶的生产工艺与技术路线的选择 丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯两种单体经共聚合反应而生成的弹性体共聚物。按聚合工艺方法可分为乳聚丁苯橡胶(ESＢR）和溶聚丁苯橡胶(SSBＲ)两大类。从聚合机理来看,ESBＲ是自由基聚合，而SSBR是采用阴离子活性聚合。ＥＳBＲ的发展已过鼎盛时期，而SSBR的发展目前正处于稳步上升阶段。 2.1 丁苯橡胶的分类及品种 2.1.1 乳聚丁苯橡胶的生产工艺 乳聚丁苯橡胶（ＥSBR)的生产历史悠久,乳聚丁苯橡胶是通过自由基聚合得到的，在2０世纪5０年代以前，均是高温丁苯橡胶，１９37年由德国Fａrben公司首先实现工业化,它是当前合成橡胶中生产能力最大的品种。50年代初才出现了性能优异的低温丁苯橡胶。目前所使用的乳聚丁苯橡胶基本上为低温乳聚丁苯橡胶。羧基丁苯橡胶是在丁苯橡胶聚合过程中加入少量(１～３％)的丙烯酸类单体共聚而制成。其力学性能和耐老化性能等较丁苯橡胶好。但这种橡胶吸水后容易早期硫化,工艺上不易掌握。高苯乙烯丁苯橡胶是将苯乙烯含量为85～8７％的高苯乙烯树脂胶乳与丁苯橡胶（常用SBR15０0)胶乳以一定比例混合后经共凝得到的产品。…… １、工艺流程简述 原料丁二烯和苯乙烯按一定比例用量配成碳氢相液,在多台串联聚合釜中于５~８℃，在有氧化还原催化体系的水乳液介质存在下，进行自由基共聚合反应。介质中除水、乳化剂外，有引发剂、活化剂、分子量调节、电解质等助剂。当聚合反应6~10小时，聚合转化率达6０~6２%时,可加入终止剂使聚合反应终止。所得胶乳经闪蒸脱气工序回收未反应的丁二烯和苯乙烯单体后，再加入防老剂和高分子凝聚剂,……
低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺流程如图2.1所示。 图２.１乳液聚合生产丁苯橡胶工艺流程图 …… 如生产充油胶，则需在胶乳中加入定量的高芳烃油或环烷烃油，充分混合后,送去凝聚,后续工序同上。 表２.1 典型低温乳液聚合生产丁苯橡胶配方表 ２、聚合配方及聚合工艺条件 …… 3、主要生产设备 乳聚丁苯橡胶生产过程中主要设备是聚合釜闪蒸槽、脱气塔和后处理工序通用的“两机”(挤压脱水机和膨胀干燥机组）。 目前国内采用的聚合釜体积有1２、20、3０、４５m３等多种,每条聚合生产线在4.０～4.５万吨/年,需配备聚合釜1６～２0台。釜径为２500~3１０0mm、径/高为1/1.０～1.8、换热总面积为１13～160 m3（单位体积换热为3.56~3．７8ｍ2／ｍ３），搅拌浆型为框式或布鲁马金式，釜电机功率为30～４5千瓦,搅拌转数为7３～100转／分。闪蒸槽为卧式，材质碳钢,最好用玻璃衬里。脱气塔为筛
天然橡胶跟丁苯橡胶并用绝缘料配方设计橡胶配方设计原则
天然橡胶与丁苯橡胶并用绝缘料配方设计 橡胶配方设计原则 橡胶 来源：橡胶人才网橡胶配方设计原则，橡胶配方设计原则，常用橡胶介绍添加时间：2010-08-03 浏览次数：59 次进入论坛交流橡胶配合剂以恰当的品种与比例组合，通过一定的加工工艺，按橡胶制品的结构而制成橡胶制品。其结构设计、配方设计、加工工艺作为橡胶制品生产过程三个重要组成成分。它们相互独立，同时又想和联系、协同、制约，它们本身之间的橡胶配合剂以恰当的品种与比例组合，通过一定的加工工艺，按橡胶制品的结构而制成橡胶制品。其结构设计、配方设计、加工工艺作为橡胶制品生产过程三个重要组成成分。它们相互独立，同时又想和联系、协同、制约，它们本身之间的作用都有可能对橡胶制品的物化性能、使用性能、寿命、外观质量、生产成本起决定性作用，配方设计者首先应该确立“整体协调统一”的观念，其次应该在整体统一的基础上最求和体现配方设计者或企业的风格、特长以及实力，使在竞争中出于某种优势地位。此外作为配方设计者栽培放研究中还应该追求高技术含量；追求新知识、新技术的综合灵活运用；追求技术创新和技术突破；追求资源的综合而充分的利用和环境效益。这就要求皮放设计人员应该具有丰厚而且全面的基础知识和丰富的配方设计经验，以及对产品的深入认识、研究和超前的市场竞争意识。有机的结合设备能力和工艺条件，已做到配方设计和其他要素的有机统一。最终的期望值应该是：将材料性能利用到极限，尽可能的充分利用结构因素、设备能力和工艺条件，工艺成熟、可靠油尽可能简化，人工、设备、能源、原材料成本尽可能低或消耗尽可能韶，质量可靠而效率尽可能高。在某些方面有独特性能。橡胶配方设计原则：1、保证硫化酸具有指定的技术性能。2、所用的生胶、聚合物和各种原料容易得到。3、在胶料和产品制造过程中加工工艺性能良好，使产品能顺利生产。4、成本、价格便宜。橡胶配方设计指导思想及设计原则橡胶品种（简写符号）化学组成性能特点主要用途1．天然橡胶（NR）以橡胶烃（聚异戊二烯）为主，含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等。弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易橡胶品种（简写符号）化学组成性能特点主要用途1．天然橡胶（NR）以橡胶烃（聚异戊二烯）为主，含少量蛋白质、水分、树脂酸、糖类和无机盐等。弹性大，定伸强度高，抗撕裂性和电绝缘性优良，耐磨性和耐旱性良好，加工性佳，易于其它材料粘合，在综合性能方面优于多数合成橡胶。缺点是耐氧和耐臭氧性差，容易老化变质；耐油
丁苯橡胶理化性质与质量指标
丁苯橡胶理化性质与质量指标 1.1 丁苯橡胶的基本概念 丁苯橡胶又称丁苯胶； 英文名：Emulsion-polymerized styrene butadiene rubber、Styrene Butadiene Rubber； 简称：SBR； 分子式：C12H14； 分子量：158.2426； CAS号：9003-55-8； 结构式： 图1.1 丁苯橡胶分子结构式 丁苯橡胶（SBR) 是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶之一。它是1,3-丁二烯与苯乙烯的无规共聚物。 丁苯橡胶的综合性能好，是合成橡胶中产量最高、消耗量最大的品种，常与天然橡胶掺混或单独使用。 丁苯橡胶（SBR）按聚合体系可分为乳聚丁苯橡胶（ESBR）和溶聚丁苯橡胶（SSBR）两类。 乳聚丁苯橡胶根据聚合温度的不同，分为高温乳聚丁苯橡胶和低温乳聚丁苯橡胶两大类。一般乳聚丁苯橡胶苯乙烯含量为23.5%，苯乙烯含量高于40%的称为高苯乙烯丁苯橡胶，结合苯乙烯达到70%～90%者则称为高苯乙烯树脂。此外，还有充油乳聚丁苯橡胶和充油充炭黑乳聚丁苯橡胶。乳聚丁苯橡胶主要用于轮胎胎面胶、胎侧胶，也广泛用于胶带、胶管、胶辊、胶布、鞋底、医疗用品及其他
工业制品，并少量用于电线、电缆等非橡胶制品中。 溶聚丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯在烃类溶剂中采用有机锂引发阴离子聚合而制得的共聚物。溶聚丁苯橡胶具有耐磨、耐寒、生热低、回弹性高、收缩性低、色泽好、灰分少、纯度高以及硫化速度快等优点，近年来在发达国家发展较快。溶聚丁苯橡胶有纯溶聚丁苯和充油溶聚丁苯两类。溶聚丁苯橡胶主要用于制造轮胎，制造皮带、刮水板、窗框密封及散热器软管等工业用零部件，制造胶鞋、雨衣、毡布、手套、风衣及气垫床等日用品，应用相当广泛。 溶聚丁苯橡胶是兼具多种综合性能的橡胶品种。其生产工艺与乳聚丁苯橡胶相比，具有装置适应能力强、胶种多样化、单体转化率高、排污量小、聚合助剂品种少等优点，是今后的发展方向。 1.2 丁苯橡胶的特性 丁苯橡胶与其它通用橡胶一样，是一种不饱和的烃类高聚物，能溶于大部分溶解度参数相近的烃类溶剂中，而硫化胶仅能溶胀。丁苯橡胶能进行许多聚烯烃型反应，如氧化、臭氧破坏、卤化和氢卤化等。在光、热、氧和臭氧结合作用下，将发生物理化学变化，但其被氧化的作用比天然橡胶缓慢，即使在较高温度下老化反应的速度也较缓慢。光对丁苯橡胶的老化作用不明显，但丁苯橡胶对臭氧的作用比天然橡胶敏感，耐臭氧性比天然橡胶差。丁苯橡胶的低温性能稍差，脆性温度约为-45℃。与其它通用橡胶相似，影响丁苯橡胶电性能的主要因素是配合剂。丁苯橡胶的物理性能列于表1.1。 表1.1 丁苯橡胶（结合苯乙烯23.5%）的物理性能 性能未硫化胶纯胶硫化胶填充50份炭黑硫化胶密度，kg/m3933 980 1150 体积膨胀系数，β=(1/V)(δV/δT)，K-1932.5-933.5 940-1000 530×10-6玻璃化温度，K 660×10-3660×10-6221 比热容(cp)，KJ/(kg·K) 209-214 650-700×10-6 1.50 ΔCρ/αT，KJ/(kg·K) 1.89 221 -- 导热性，W/(m·K) 3.2×10-2 1.83 0.300
丁苯橡胶聚合工艺设计书说明书
丁苯橡胶聚合工艺设计书说明书 第1篇设计说明书 第1章绪论 1.1 设计依据、指导思想 1.1.1 设计依据 主要设计依据是吉林化工学院下发的“年产6.5万吨丁苯橡胶装置聚合工段的工艺设计”本科生毕业设计任务书。 1.1.2 指导思想 本设计的指导思想是： （1）利用传统乳液聚合生产技术，确保产品质量高，生产过程安全； （2）生产过程尽量采用自动控制，机械化操作； （3）对于易燃易爆场所，设计采用可靠的控制，报警消防设施； （4）设计采用技术成熟完善的传统乳液聚合方法，达到环保的要求，对生产过程中的化学污水的排放要经过处理，以保证环保要求； （5）厂房、车间、设备布置要严格按土建标准，以保证生产和正常进行及操作人员的安全。 1.2 设计地区的自然条件 本设计的丁苯橡胶车间拟建在吉林市江北吉化有机合成厂院内。 设计地区自然条件如下： 土壤最大冻土深度：1.8米土壤设计冻土深度：1.7米 全年主导风向：西南风夏季主导风向：东南风 年平均风速：3.4米/秒地震裂度：7度 年平均降雨量：668.4毫米日最大降雨量：119.3毫米
平均气压：745.66mmH 最高气温：36.6℃ 最低气温：-38℃平均相对温度：71% 最大降雪量：420毫米水温：15℃ 第2章工艺论证 2.1 工艺原理 丁苯橡胶是1,3-丁二烯和苯乙烯的共聚物，是一种最通用的橡胶品种，它是按自由基反应机理于乳液中合成的。其反应方程式为： 2.2 生产方法论证 丁苯橡胶的生产包括溶聚和乳聚两种工艺。溶聚丁苯橡胶具有低的滚动阻力，又具有很高的抗湿滑性与耐磨性，其滚动阻力比乳聚丁苯橡胶减少20%一30%，抗湿滑性优于顺丁橡胶，耐磨性能也很好，是全天候轮胎的最合适胶料。近几年国际上溶聚丁苯橡胶的消费是一直处于上升趋势。西欧和日本溶聚丁苯橡胶所占总丁苯橡胶消费量的比例为31%左右，一些公司正计划扩大溶聚丁苯橡胶生产能力或新建装置。 1992年以来，溶聚丁苯橡胶的产量呈递增趋势。据有关资料报道，1992年至2000年西欧、美国、日本三地区SSBR平均年增长率为5.9%，而SBR平均年增长率约为1.2%0 1995年，拜耳公司决定停止其在ESBR方面的投资，Hill，的ESBR停产。拜耳认为轮胎制备技术会有一个根本转变，欧洲的消费者将逐步接受“绿色轮胎”;另外，还应该看到以下因素[13]： (1)在现有的溶液聚合装置上花较少的费用就能有效地扩大SR的能力。 (2)溶聚工艺优于乳液聚合和气相聚合工艺，SSBR和BR更能接受长期挑战。 (3)目前越来越趋向于采用优等填料，SSBR可在此方面降低轮胎的滚动阻力做出贡献。
丁苯橡胶生产工艺
丁苯橡胶的生产工艺(2011-10-03 23:05:53)转载▼ 标签：丁苯橡胶中顺苯乙烯丁二烯乳液聚合转化率橡胶教育 1.1 丁苯橡胶的分类 丁苯橡胶品种繁多，如按聚合方法、聚合温度、辅助单体含量及充填剂等的不同，丁苯橡胶简分为下列几类。 ①按聚合方法和条件分类 可以分为乳液聚丁苯橡胶和溶液聚丁苯橡胶；乳聚丁苯橡胶开发历史悠久, 生产和加工工艺成熟, 应用广泛, 其生产能力、产量和消耗量在丁苯橡胶中均占首位。溶聚丁苯橡胶是兼具多种综合性能的橡胶品种, 其生产工艺与乳聚丁苯橡胶相比, 具有装置适应能力强、胶种多样化、单体转化率高、排污量小、聚合助剂品种少等优点, 是今后的发展方向。 乳液聚丁苯橡胶又可以分为高温乳液聚合丁苯橡胶和低温乳液聚合丁苯橡胶，后者应用较广，前者趋于淘汰。 在生产工艺上，乳液聚合丁苯橡胶更加成熟，因此本文主要介绍低温乳液聚合生产丁苯橡胶的生产工艺。 ②按填料品种分类 可以分为充炭黑丁苯橡胶、充油丁苯橡胶和充炭黑充油丁苯橡胶等。 ③按苯乙烯含量分类
丁苯橡胶—10、丁苯橡胶—30、丁苯橡胶—50等，其中数字为苯乙烯聚合时的含量（质量），最常用的是丁苯橡胶—30 1.2 丁苯橡胶的结构 典型丁苯橡胶的结构特征如表一: 表一典型丁苯橡胶的结构特征 ①大分子宏观结构包括 单体比例、平均相对分子质量及分布、分子结构的线性或非线性，凝胶含量等。 ②微观结构主要包括 丁二烯链段中顺式—1，4、反式—1，4和1，2—结构(乙烯基)的比例，苯乙烯、丁二烯单元的分布等。 ③无定形聚合物 因掺杂有苯乙烯链节，所以丁苯橡胶的主体结构不规整，不易结晶。 ④丁二烯的微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大 在丁苯橡胶硫化时，丁二烯链节中顺式—1，4和反式—1，4两种结构会发生异构而相互转化，最后可达到一个平衡态。又在低温丁苯和高温丁苯中1．2—丁二烯链节的含量相差不太大．所以丁二烯微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大。 ⑤苯乙烯含量与玻璃化转变温度
年产10万吨丁苯橡胶聚合工段工艺的设计说明
河南城建学院毕业设计 年产10万吨丁苯橡胶装置聚合工段工艺设计Annual production capacity of 75,000 tons polymerization styrene-butadiene rubber plant process design section
摘要 本设计为年产7.5万吨乳聚丁苯橡胶装置聚合工段工艺设计，在文献调研和现场调研的基础上，进行了丁苯橡胶生产方法及工艺的论证，确定了以丁二烯、苯乙烯为单体，采用氧化还原体系为引发剂，歧化松香酸甲皂为乳化剂，配合其他助剂进行低温乳液共聚合的生产工艺。在掌握各种物料的基本性质、聚合机理、聚合方法、工艺流程以及国内外的发展现状的基础上，进行聚合工段的物料衡算、热量衡算、设备选型计算，并对丁苯橡胶车间进行了技术经济分析。在此基础上绘制出丁苯橡胶工艺流程图、设备布置图、管道布置图，编制了设计说明书. 关键词：丁苯橡胶;乳液聚合;生产工艺
Abstract The design for the 65,000 tons annual production capacity ofpolystyrene-butadiene rubber emulsion polymerization plant process design section, in the literature research and field research on the basis of a styrene-butadiene rubber production methods and technology demonstration to determine a butadiene, styrene for the monomer, the redox initiator system, a disproportionation rosin acid soap as emulsifier, in conjunction with other additives for low-temperature emulsion copolymerization of the production process. In the grasp of the basic properties of various materials, polymerization mechanism, polymerization methods, the development process and the status quo at home and abroad based on the section of polymeric material balance, heat balance, calculation of equipment selection, and styrene-butadiene rubber plant techno-economic analysis carried out. On this basis SBR process to map out plans, equipment layout, piping layout, the preparation of the design specification and calculation of the book. Key Words：Emulsion; styrene-butadiene rubber ;production technology
丁苯橡胶.doc
丁苯橡胶行业的生产设备 腐蚀与防护 学院：化学化工学院 专业：化学工程与工艺 姓名： 学号：
丁苯橡胶—简介 丁苯橡胶（SBR) 是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶之一。它是丁二烯与苯乙烯的无规共聚物。其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域。丁苯橡胶按其合成方法通常分为乳液聚合丁苯橡胶（简称乳聚丁苯橡胶，ESBR）和溶液聚合丁苯橡胶（简称溶聚丁苯橡胶，SSBR），乳聚丁苯橡胶是自由基聚合，自工业化生产以来，己过其鼎盛时期，生产技术成熟，产品质量稳定，品种牌号齐全。溶聚丁苯橡胶采用阴离子活性聚合，具有分子量分布窄、顺式含量高、耐磨性能优异、滚动阻力小，解决了顺丁橡胶存在的抗湿滑性不好的问题，是轮胎面胶理想的材料。其发展正处于稳步上升阶段。 产品描述 中文名：丁苯橡胶 英文名 Emulsion-polymerized styrene butadiene rubber （E-SBR） 分子结构： 生产方法由丁二烯和苯乙烯在低温下进行自由基乳液聚合而制得。
产品性能常温下为白色固体或透明无悬浮物液体，有微芳香味，是一种性能上更优于工业直链烷基苯的洗涤剂产品原料。以其为原料衍生的表面活性剂产品，性能优良，生物降解性能好，耐硬水，皮肤感觉柔和，脱脂力小，更适合低温洗涤，在低温仍有卓越的去污能力。SBR－1500是通用污染型软丁苯橡胶的最典型品种，生胶的粘着性和加工性能均优，硫化胶的耐磨性能、拉伸强度、撕裂强度和耐老化性能较好。SBR－1502是通用非污染型软丁苯橡胶的最典型品种，其性能与SBR－1500相当，有良好的拉伸强度、耐磨耗和屈挠性能。SBR －1712是一种填充高芳香烃油的软丁苯橡胶的污染性品种，它具有优良的粘着性、耐磨性和可加工性以及价格便宜等优点。 用途SBR-1500广泛用于以炭黑为补强剂和对颜色要求不高的产品，如轮胎胎面、翻胎胎面、输送带、胶管、模制品和压出制品等。SBR-1502广泛用于颜色鲜艳和浅色的橡胶制品，如轮胎胎侧、透明胶鞋、胶布、医疗制品和其他一般彩色制品等。SBR-1712广泛用于乘用车轮胎胎面胶，轮胎胎面胶、输送带、胶管和一般黑色橡胶制品等。 包装与储运SBR-1500和SBR-1502，内包装为一层聚乙烯薄膜，外包装为聚丙烯涂膜编织袋。每袋净重35kg±0.5kg。应存放在干燥、通风、清洁和温度不高于室温的仓库中。贮存时应避免污染、雨淋、水浸和太阳光直射。在运输过程中，不得曝晒在阳光下，不能混入杂物；不得与易燃品、油污品等堆放在一起。运输车厢应保持清洁，避免包装破损和杂物混入，敞车运输要盖防雨布。本产品保质期为两年。 丁苯橡胶—物理性质 1、相对密度为0.9～0.95，玻璃化温度为-60～-75℃。 2、有苯乙烯气味，不完全溶于汽油、苯和氯仿。 3、75/25胶乳的pH值为9.5～11.0，固形物含量26%～42%。 4、有液体状胶乳和固定状橡胶两种形态。 5、50/50胶乳的pH值为10.0～11.5，固形物含量41%～63%。 丁苯橡胶—制备方法 由丁二烯和苯乙烯进行乳化共聚而得。用松香酸皂或脂肪酸皂为乳化剂，用过硫酸盐为催化剂，必要时，另加适宜的分子量调节剂和适宜的反应速度调节剂。
丁苯橡胶
丁苯橡胶 陈军 200640614113 化工学院 丁苯橡胶是由 1，3-丁二烯与苯乙烯共聚而得的高聚物，简称SBR，是一种综合性能 较好的产量和消耗量最大的通用橡胶。 其工业生产方法有乳液聚合法和溶液聚合法，其中主要是采用乳液聚合生产的丁苯橡 胶。主要产品有：低温丁苯橡胶、高温丁苯橡胶、低温丁苯橡胶炭黑母炼胶、低温充油丁苯 橡胶、高苯乙烯丁苯橡胶、液体丁苯橡胶等。 采用溶液聚合生产的丁苯橡胶有烷基锂引发、醇烯络合物引发、锡偶联、高反式等丁苯 橡胶。下面重点介绍低温丁苯橡胶的生产工艺技术。 一、主要原料 1、1,3-丁二烯 1，3-丁二烯的结构式为：CH2＝CH－CH ＝CH2 1，3-丁二烯是最简单的共轭双烯烃。在常温、常压下为无色气体，有特殊气味，有 麻醉性，特别刺激粘膜。容易液化，易溶于有机溶剂。相对分子质量为 54.09，相对密度 0.6211，熔点－108.9℃，沸点－4.5℃。性质活泼，容易发生自聚反应，因此在贮存、 运输过程中要加入叔丁邻苯二酚阻聚剂。与空气混合形成爆炸性混合物，爆炸极限为 2.16%～11.47%（体积）。是合成橡胶、合成树脂等的原料。 2 丁苯橡胶 1，3-丁二烯主要由丁烷、丁烯脱氢，或碳四馏分分离而得。 2、苯乙烯 二、丁苯橡胶的 生产原理与工艺 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。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%。 2．低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺 （1）典型配方
丁苯橡胶的生产工艺
丁苯橡胶的生产工艺 课程名称：聚合物合成工艺学 姓名：柯少云 学号：040700081 学院：化学化工学院 年级专业：2007级化学工程与工艺 指导教师：李晓 福州大学化学化工学院
丁苯橡胶的生产工艺 摘要： 丁苯橡胶( SBR) 是以丁二烯和苯乙烯为单体, 是目前世界上产量最高, 消费量最大的通用合成橡胶( SR) 品种。它采用自由基引发的乳液聚合或阴离子溶液聚合工艺而得的,工业上多采用乳液聚合法。本文将介绍丁苯橡胶的结构、性能等，并以低温乳液聚合法生产丁苯橡胶为例，对其生产工艺和工艺条件控制进行详细探讨，最后对其国内外的供需现状和发展前景做出简单探讨。借以本文使自己对丁苯橡胶的生产工艺有个全局性的认识和把握。 关键词： 丁苯橡胶、低温乳液聚合、生产工艺、工艺条件控制 正文： 1.丁苯橡胶的分类、结构、性能及用途 1.1丁苯橡胶的分类 丁苯橡胶品种繁多，如按聚合方法、聚合温度、辅助单体含量及充填剂等的不同，丁苯橡胶简分为下列几类。 ①按聚合方法和条件分类 可以分为乳液聚丁苯橡胶和溶液聚丁苯橡胶；乳聚丁苯橡胶开发历史悠久, 生产和加工工艺成熟, 应用广泛, 其生产能力、产量和消耗量在丁苯橡胶中均占首位。溶聚丁苯橡胶是兼具多种综合性能的橡胶品种, 其生产工艺与乳聚丁苯橡胶相比, 具有装置适应能力强、胶种多样化、单体转化率高、排污量小、聚合助剂品种少等优点, 是今后的发展方向。 乳液聚丁苯橡胶又可以分为高温乳液聚合丁苯橡胶和低温乳液聚合丁苯橡
胶，后者应用较广，前者趋于淘汰。 在生产工艺上，乳液聚合丁苯橡胶更加成熟，因此本文主要介绍低温乳液聚合生产丁苯橡胶的生产工艺。 ②按填料品种分类 可以分为充炭黑丁苯橡胶、充油丁苯橡胶和充炭黑充油丁苯橡胶等。 ③按苯乙烯含量分类 丁苯橡胶—10、丁苯橡胶—30、丁苯橡胶—50等，其中数字为苯乙烯聚合时的含量（质量），最常用的是丁苯橡胶—30 1.2丁苯橡胶的结构 典型丁苯橡胶的结构特征如表一: 表一典型丁苯橡胶的结构特征 ①大分子宏观结构包括 单体比例、平均相对分子质量及分布、分子结构的线性或非线性，凝胶含量等。 ②微观结构主要包括 丁二烯链段中顺式—1，4、反式—1，4和1，2—结构(乙烯基)的比例，苯乙烯、丁二烯单元的分布等。 ③无定形聚合物 因掺杂有苯乙烯链节，所以丁苯橡胶的主体结构不规整，不易结晶。 ④丁二烯的微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大 在丁苯橡胶硫化时，丁二烯链节中顺式—1，4和反式—1，4两种结构会发生异构而相互转化，最后可达到一个平衡态。又在低温丁苯和高温丁苯中1．2—丁二烯链节的含量相差不太大．所以丁二烯微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大。 ⑤苯乙烯含量与玻璃化转变温度 丁苯橡胶的玻璃化温度取决于苯乙烯均聚物的含量。乙烯基的含量越低，玻璃化温度越低。可以按需要的比例从100%的丁二烯(顺式、反式的玻璃化温度都是-100℃)调够到100%的聚苯乙烯(玻璃化温度为90℃)。玻璃化温度对硫化橡胶的性质起重要作用，大部分乳液聚合丁苯橡胶含苯乙烯为23.5%，这种含量的丁苯橡胶具有较好的综合物理机械性能。 ⑥低温丁苯橡胶性能优于高温丁苯橡胶 高温(50℃)聚合时．支化较严重．凝胶物含量较高；在同等分子量下．分
溶液丁苯橡胶聚合工艺设计
摘要 本设计主要是对溶液丁苯橡胶聚合工艺进行设计，它的聚合机理为阴离子聚合，其目的是为了进一步明确S-SBR 的聚合工艺，掌握其聚合机理，并选取适当的配方，降低耗能，提高产率，提高其性能。文献部分对溶液丁苯橡胶的发展史，聚合机理，各种配方，聚合过程，流程生产工艺，种类与性能，结构及应用等方面进行了阐述。在设计部分对聚合过程的物料平衡，热量平衡进行了计算，以及聚合反应器和搅拌桨的设计计算。整个过程参考了大量的相关文献，并对各类搅拌器和反应釜进行了比较，综合各搅拌器和聚合釜的优点，对已有的工艺进行了改进，提高了聚合效率。 关键词：S-SBR，阴离子聚合，聚合工艺，间歇聚合，聚合釜 2
Abstract The design is mainly to design the solution styrene-butadiene rubber polymerization process. It’s polymerization mechanism is anion polymerization. The purpose of the design is to further catch on the S-SBR polymerization technics, master the mechanism, choice proper formulation, lease the using power, improve the yield, and improve it’s performance. The literature is including the development history of the S-SBR, polymerization mechanism, different kinds of formulation, polymerization process, flowed produce technics, categories, property, construction, and application and so on. Besides, in the design part, include the polymerization process’s materiel balance, quantity of the heat balance, and polymerization kettle’s beater design calculation. During the whole course, with amount of correlative literature, after comparing with the different beaters and polymerization kettle, improve the past mechanism and improve the polymerization efficiency. Keywords: S-SBR, anion polymerization, polymerization mechanism intermittent polymerization, polymerization kettle III
丁苯橡胶的生产工艺流程和配方
丁苯橡胶的生产工艺流程和配方 原文来源：橡胶技术网https://www.360docs.net/doc/9217424624.html,/bbs/thread-85140-1-1.html 丁苯橡胶是由丁二烯与苯乙烯通过乳液法低温聚合而成的弹性体。 随苯乙烯含量的增高丁苯橡胶的硬度相应增高，弹性下降。 丁苯橡胶耐磨、耐老化、耐臭氧、耐水等性能均比天然橡胶好，是一种综合性能较好的通用型品种。缺点是粘接性能较差，硫化速度较慢，成型较困难。广泛用于轮船、胶带、胶管等橡胶制品的生产。 丁苯橡胶充油后，可改变加工性能。充油后的丁苯橡胶称充油丁苯橡胶 生产丁苯橡胶的一般配方和工艺流程如下： 一、聚合配方 丁二烯70 苯乙烯30 松香皂4-6 硬脂酸钾0.5-1 扩散剂0.1-0.5 氯化钾0.7-1.2 EDTA 0.05-0.1 硫酸亚铁0.02-0.04 雕白粉0.1-0.3 调节剂0.1-0.5 引发剂0.1-0.5 软水250 二、工艺流程： 聚合温度5-8 摄氏度 聚合时间6-12小时 1、碳氢相、水相、助剂的配置 丁二烯和苯乙烯均匀混合，制备成碳氢相 以松香皂为乳化剂加入雕白粉、EDTA、硫酸亚铁等活化剂，再加扩散剂、氯化钾，然后加软水得水相。 碳氢相和水相按一定比例混合进入乳化槽，在乳化槽中经搅拌后充分乳化送入聚合釜。2、聚合 往聚合釜里面加引发剂、调节剂。 胶浆经过过滤后送脱气流程，在管线加阻聚剂。 3、脱气 胶浆进入闪蒸槽脱出未反应的丁二烯，再经真空脱气去除未反应的苯乙烯。 4、后处理 加防老剂，加凝聚剂，在食盐与稀硫酸的作用下，橡胶成小颗粒析出，然后经洗涤，挤压脱水，膨胀干燥包装为成品。单体中的杂货对聚合反应及胶的质量有很大的影响。 原文来源：橡胶技术网https://www.360docs.net/doc/9217424624.html,/bbs/thread-85140-1-1.html
丁基橡胶配方设计
丁基橡胶配方设计 丁基橡胶简介： 丁基橡胶是合成橡胶的一种，由异丁烯和少量异戊二烯合成。制成品不易漏气，一般用来制造汽车、飞机轮子的内胎。丁基橡胶是异丁烯和异戊二烯的共聚物，它在1943年投入工业生产。具有良好的化学稳定性和热稳定性，最突出的是气密性和水密性。它对空气的透过率仅为天然橡胶的1/7，丁苯橡胶的1/5，而对蒸汽的透过率则为天然橡胶的1/200，丁苯橡胶的1/140。因此主要用于制造各种内胎、蒸汽管、水胎、水坝底层以及垫圈等各种橡胶制品。 丁基橡胶的最大优点：气密性好。它还能耐热、耐臭氧、耐老化、耐化学药品，并有吸震、电绝缘性能。缺点：硫化慢，加工性能较差。目前国内丁基再生胶的生产工艺有六七种之多，主要有蒸煮法、炒制法、挤出法、微波法、辐射法、高温连续催化法、化学机械法等，但无论采用何种方法，目的是采用最经济、最科学的方法把废丁基橡胶由网状结构变成线型结构。 生产方法: 淤浆法：淤浆法是以氯甲烷为稀释剂，以H2O-AlCl3为引发体系，在低温(-100℃左右)下将异丁烯与少量异戊二烯通过阳离子聚合制得的。 溶液法：传统的淤浆法合成丁基橡胶生产工艺技术成熟，但由于聚合反应温度低，制冷设备庞大，聚合釜连续运转周期短，能耗高(1kg胶能量消耗约35～55MJ)。为了能提高反应温度，对用溶液法合成丁基橡胶进行了大量的研究。 配方设计： 丁基橡胶因其聚合物所具有的独特性能,所以被广泛用于制造内胎、防振橡胶、工业胶板、医用橡胶等许多方面。本文主要就配合剂对丁基橡胶物性的影响进行叙述。 炭黑： 炭墨对普通丁基橡胶物性的影响与对卤化丁基橡胶基本相同。各种炭黑对物性的影响如下: (1)SAF(超耐磨炉黑)、ISAF(中超耐磨炉黑)、HAF(高耐磨炉黑)、MPC(可混槽黑)等粒径小的炭黑,其硫化胶的拉伸强度和撕裂强度较大; (2)FT(细粒子热裂炭黑)、MT(中粒子热裂炭黑)等粒径较大的炭黑,其硫化胶的伸长率
丁苯橡胶的配合及加工工艺
丁苯橡胶的配合及加工工艺 肖标 （安徽工业大学，安徽马鞍山 243002） 摘要：丁苯橡胶(SBR)是以丁二烯和苯乙烯为单体合成的共聚物,是目前世界上产量最高,消费量最大的通用合成橡胶(SR)品种[1]。它采用自由基引发的乳液聚合或阴离子溶液聚合工艺而得到的,工业上多采用乳液聚合法。本文将介绍丁苯橡胶的结构与种类、性能、应用、配合、加工工艺、研究进展以及未来展望等，对其生产工艺以及工艺条件控制进行深刻的探讨，最后对其国内外的供需现状和发展前景作出简单探讨。 关键词：丁苯橡胶、性能、乳液聚合、生产工艺、工艺条件控制 第一章绪论 1.1 丁苯橡胶的结构与种类 1.1.1丁苯橡胶的结构 聚合反应：CH 2=CH-CH=CH 2 +C 6 H 5 -CH=CH 2 ——→ -[CH 2-CH=CH-CH 2 ]x-[CH(C 6 H 5 )-CH 2 ]-y 典型丁苯橡胶的结构特征 1)大分子宏观结构包括 单体比例、平均相对分子质量及分布、分子结构的线性或非线性，凝胶含量等。 2)微观结构主要包括 丁二烯链段中顺式—1，4、反式—1，4和1，2—结构(乙烯基)的比例[2]，苯乙烯、丁二烯单元的分布等。 3)无定形聚合物 因掺杂有苯乙烯链节，所以丁苯橡胶的主体结构不规整，不易结晶。 4)丁二烯的微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大 在丁苯橡胶硫化时，丁二烯链节中顺式—1，4和反式—1，4两种结构会发生异构而相互转化，最后可达到一个平衡态。又在低温丁苯和高温丁苯中1．2—丁二烯链节[1]的含量相差不太大．所以丁二烯微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大。 5)苯乙烯含量与玻璃化转变温度 丁苯橡胶的玻璃化温度取决于苯乙烯均聚物的含量。乙烯基的含量越低，玻璃化温度越低。可以按需要的比例从100%的丁二烯(顺式、反式的玻璃化温度都是-100℃)调够到100%的聚苯乙烯(玻璃化温度为90℃)。玻璃化温度对硫化橡胶的性质起重要作用，大部分乳液聚合丁苯橡胶含苯乙烯为23.5%，这种含量的丁苯橡胶具有较好的综合物理机械性能。 6)低温丁苯橡胶性能优于高温丁苯橡胶 高温(50℃)聚合时．支化较严重．凝胶物含量较高；在同等分子量下．分子量分布较宽。低温聚合下由于它的分子量分布较窄，硫化时不被硫化的低分子量部分较少，可均匀硫化．从而使交联密度较高。故由低温丁苯橡胶所得硫化胶的物理机械性能(如拉伸强度、弹性及加工性)均较高温丁苯为优.
丁苯橡胶生产工艺
丁苯橡胶的生产工艺 课程名称： 姓名： 学号： 学部： 专业： 指导教师：
丁苯橡胶的生产工艺 摘要： 丁苯橡胶（SBR) 是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶之一。本文将介绍丁苯橡胶的结构特点、合成原理、应用和其改性等，并以低温乳液和溶液聚合法生产丁苯橡胶为例，对其生产工艺和工艺条件控制进行详细探讨，最后对其发展前景做出简单探讨。 关键词： 丁苯橡胶、低温乳液聚合、生产工艺、工艺条件控制 正文： 1.丁苯橡胶的分类、结构、性能及用途 1.1丁苯橡胶的分类 丁苯橡胶品种繁多，如按聚合方法、聚合温度、辅助单体含量及充填剂等的不同，丁苯橡胶简分为下列几类。 ①按聚合方法和条件分类 可以分为乳液聚丁苯橡胶和溶液聚丁苯橡胶；乳聚丁苯橡胶开发历史悠久, 生产和加工工艺成熟, 应用广泛, 其生产能力、产量和消耗量在丁苯橡胶中均占首位。溶聚丁苯橡胶是兼具多种综合性能的橡胶品种, 其生产工艺与乳聚丁苯橡
胶相比, 具有装置适应能力强、胶种多样化、单体转化率高、排污量小、聚合助剂品种少等优点, 是今后的发展方向。 乳液聚丁苯橡胶又可以分为高温乳液聚合丁苯橡胶和低温乳液聚合丁苯橡胶，后者应用较广，前者趋于淘汰。 在生产工艺上，乳液聚合丁苯橡胶更加成熟，因此本文主要介绍低温乳液聚合生产丁苯橡胶的生产工艺。 1.2丁苯橡胶的结构、组成对性能的影响 典型丁苯橡胶的结构特征如表1－2－1 表1－2－1 典型丁苯橡胶的结构特征 1.2.1 丁苯橡胶的结构 丁苯橡胶中的丁二烯链节，按其结构可有三种形式。从表1－2－1可知，丁二烯的三种结构形式都能存在。因掺杂有苯乙烯链节，所以丁苯橡胶的主体结构不规整，不易结晶，是无定形聚合物。因为在丁苯橡胶硫化时，丁二烯链节中顺式—1，4和反式—1，4两种结构会发生异构而相互转化，最后可达到一个平衡态。又在低温丁苯和高温丁苯中1．2—丁二烯链节的含量相差不太大．所以丁二烯微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大。 但从此表中可看到聚合温度的影响却很大。主要是高温(50℃)聚合时．支化较严重．凝胶物含量较高；在同等分子量下．分子量分布较宽。低温聚合下由于它的分子量分布较窄，硫化时不被硫化的低分子量部分较少，可均匀硫化．从而使交联密度较高。故由低温丁苯橡胶所得硫化胶的物理机械性能(如拉伸强度、弹性及加工性)均较高温丁苯为优。 1.2.2 苯乙烯的含量 丁二烯和苯乙烯可按任一比例共聚，但所得丁苯共聚物的Tg则随苯乙烯含量增加而线性上升。大量生产的普通型丁苯橡胶，含苯乙烯23.5％，Tg为－57～－52℃.当苯乙烯的含量高达70％时，它的硬度高，耐磨、耐酸碱，但弹性下降。苯乙烯含量为10％时，Tg为－75℃，其性能与高苯乙烯含量的相反，而耐寒性却提高很多。 1.3丁苯橡胶的性能及应用