第20章-乙丙橡胶
论 乙丙橡胶生产工艺及其技术经济分析
目录：乙丙橡胶生产工艺及其技术经济分析——摘要、关键词一、乙丙橡胶概述（一）乙丙橡胶的特性及用途（二）乙丙橡胶催化剂（三）乙丙橡胶的改性二、溶液聚合工艺（一）溶液聚合工艺的技术状况（二）溶液聚合工艺的技术特点三、悬浮聚合工艺（一）悬浮聚合工艺的技术状况1、一般悬浮聚合工艺2、简化悬浮聚合工艺（二）悬浮聚合工艺的技术特点四、气相聚合工艺（一）气相聚合工艺的技术状况（二）气相聚合工艺的技术特点五、各种生产工艺的技术经济比较六、结束语参考文献:乙丙橡胶生产工艺及其技术经济分析摘要：乙丙橡胶（EPR）是继Zieg1er一Natta催化剂的发明、聚乙烯和聚丙烯的出现后问世的一种以乙烯。
丙烯为基本单体的共聚橡胶，分为二元乙丙橡胶（EPM）和三元乙丙橡胶（EPDM）两大类。
前者是乙烯和丙烯的共聚物；后者是乙烯、丙烯和少量非共轭二烯烃的共聚物，三元乙丙橡胶基本上是一种饱和的高聚物，耐老化性能非常好、耐天候性好、电绝缘性能优良、耐化学腐蚀性好、冲击弹性好。
乙丙橡胶具有许多其它通用合成橡胶所不具备的优异性能，加之单体价廉易得，用途广泛，是80年代以来国外七大合成橡胶品种中发展最快的一种，其产量、生产能力和消费量在发达国家中均居第三位，仅次于丁苯橡胶、顺丁橡胶。
1998年世界乙丙橡胶总生产能力约为102吨，消费量为81．4万吨。
初步统计，1999年消费量约为83．61万吨，预计2003年将达到98．0万吨。
1998～2003年乙丙橡胶的需求增长率为3．8％，高于丁苯橡胶和顺丁橡胶需求量的增长速率。
目前乙丙橡胶工业生产工艺路线有溶液聚合法、悬浮聚合法和气相聚合法三种。
下面将分别详细论述其技术状况及待点，并进行技术经济比较。
关键词：催化剂；技术状况；生产工艺；经济分析；一、乙丙橡胶概述（一）乙丙橡胶的特性及用途1.低密度高填充性：乙丙橡胶密度为0.87，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。
乙丙橡胶
§5-3 乙丙橡胶
乙丙橡胶（EPM）是以乙烯、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 得到的高分子弹性体。
§5-3 乙丙橡胶
一、主要原料 1．乙烯和丙烯 要求乙烯和丙烯的纯度很高，因为微量杂质可以严重 影响聚合过程，使产物相对分子质量降低，甚至完全抑 制聚合。并且有随着高效引发剂的出现，其要求越来越 高。大于99.9% 。
§5-3 乙丙橡胶
3．引发剂 用于乙丙橡胶生产的引发剂体系主要是V-Al体系。
§5-3 乙丙橡胶
4．溶剂 溶剂的选择对采用溶液聚合生产乙丙橡胶具有重要 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。一般有丁烷、戊烷、己烷、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。
§5-3 乙丙橡胶
降冰片烯 是将环戊二烯和丁二烯进行热聚反应生成的5-乙烯 基-2-降冰片烯，然后在碱催化作用下转位而得。 纯降冰片烯在常温下为无色透明液体，沸点 147.6℃，有强烈的类似双环戊二烯或其他降冰片烯的 刺激臭味，毒性与双环戊二烯接近，操作环境必须通 风良好，而且严禁其液体泄漏或溅到人体皮肤上。
§5-3 乙丙橡胶
双环戊二烯溶于脂肪烃、芳香烃、卤代烃、醇、醚、 酮等溶剂中，微溶于水，并能与水形成共沸物。对人体 有害，空气中最大允许浓度为0.0005%，切忌液体双环 戊二烯或其溶液与人体皮肤接触，一旦接触，应立即用 酒精或石油醚等溶剂洗至无气味为止。 双环戊二烯除了作乙丙橡胶的第三单体外，还广泛用 于合成树脂、农药、医药、香料等工业生产中。
§5-3 乙丙橡胶
＝CHCH3
CH2＝CHCH2CH＝CHCH3
乙丙橡胶生产工业简述及生产要点事项
乙丙橡胶生产工业简述及生产要点事项1工艺简述乙丙橡胶的生产以聚合单体分为二元胶和三元胶，生产工艺主要由单体与催化剂制备和聚合与后处理等工序组成。
扼要工艺过程是将乙烯、丙烯及回收的单体气体，经压缩冷却冷凝为液体，进分子筛干燥除往水分，使单体中水分含量低于20ppm；将钒炭条和氯气加热进行化学反应，天生的粗三氯氧钒经蒸馏制得精品；将粗双环戊二烯分层放水减压精馏，制得纯度为98%以上的精双烯；将石油醚和回收溶剂脱水，制得含水量小于20ppm的精溶剂；将倍半烷基铝接进装置并配制成溶液；配制防老剂的汽油溶剂和MOA水乳浊液。
聚合与处理工序是将按比例配制的乙烯、丙烯（生产三元胶时再加进双烯）、精溶剂、催化剂加进聚合釜，在30—50℃和搅拌下进行聚合反应。
聚合后的胶液加进防老剂，再闪蒸汽脱往溶剂并凝聚为胶粒。
该胶粒经挤压脱水、膨胀、干燥即为成品。
本装置的主要原料乙烯、丙烯、溶剂石油醚为一级易燃液体，催化剂倍半烷基铝为遇空气自燃遇水爆炸物质。
2重点部位2.1催化剂柄制釜倍半烷基铝配制釜是将溶剂石油醚与催化剂倍半烷基铝配制为催化剂溶液的设备。
由于烷基铝是遇空气（氧）便分解自燃，遇水则爆炸的物质。
因此整个配制过程是在精氮的严密保护下进行。
配制所用的溶剂和精氮有严格的质量要求，操纵须非常谨慎。
如某乙丙橡胶生产装置的烷基铝贮罐，因一接头漏料立即着火。
2.2循环气体压缩机该机是供聚合釜用单体─乙烯、丙烯、回收单体的往复式加压输送设备，出口压力为3.3MPa，由于压缩的物料是混合组分的石油液化气，而且各组分又有较多的变化，因此增加了压缩机操纵的难度。
特别是各单体比例调节比较复杂，一旦出现失误有造成压缩机进口形成负压甚至液体进气缸的危险。
乙烯、丙烯经加压后其危险性也相应增大，发生泄漏轻易积聚为爆炸性混合物，遇明火或静电放电等热能源可形成爆炸。
2.3聚合釜该釜是本装置生产的主要反应设备，由于参加反应的物料均是易燃、易爆的危险品，加之聚合釜又是带搅拌装置的压力容器，其静、动密封点较多，因而决定了操纵过程中的密封性非常重要，操纵维护不当易出现泄漏危险。
乙丙橡胶生产工艺及技术经济分析
乙丙橡胶生产工艺及技术经济分析乙丙橡胶（EPDM）是一种聚合物材料，具有优异的化学性质和物理性能，可用于制造橡胶制品、密封材料等。
乙丙橡胶的生产工艺主要包括原料准备、聚合反应、分离、精炼和成品制备等步骤。
首先，原料准备是乙丙橡胶生产的第一步。
乙丙橡胶的主要原料是丙烯和乙烯，可以通过石油炼制、裂解等工艺获得。
在生产中，这两种原料需要进行质量控制和配比调节，以确保最终产品的性能。
接下来是聚合反应阶段。
乙丙橡胶的聚合反应主要通过高压过氧化钙催化剂进行。
在反应过程中，需要控制反应温度、气压和反应时间，以获得所需的产品性能。
这个过程中的催化剂、温度、压力等参数的控制，对产品质量有着重要的影响。
然后是分离和精炼阶段。
聚合反应后的乙丙橡胶需要经过分离和精炼，以去除催化剂残留和其他杂质。
这一步骤通常使用溶剂抽提、蒸馏、过滤等工艺进行。
分离和精炼能够提高乙丙橡胶的纯度和可靠性，从而提高产品的性能和可靠性。
最后是成品制备阶段。
乙丙橡胶经过前面的工艺后，还需要将其加工成成品，如橡胶制品、密封材料等。
这一步骤通常包括热压、挤出、注塑等工艺，以满足不同产品的要求。
乙丙橡胶生产工艺的技术经济分析主要包括原材料成本、设备投资和能耗成本等方面。
原材料成本是整个生产过程中的主要成本，直接影响着产品的经济性。
设备投资是乙丙橡胶生产线的重要组成部分，投资额与生产能力、工艺流程等有关。
能耗成本是乙丙橡胶生产过程中的重要组成部分，需要对能源消耗进行合理控制，以降低生产成本。
此外，乙丙橡胶的技术经济还受市场需求、销售价格和市场竞争等因素的影响。
产品的市场需求情况决定着生产规模和销售量。
销售价格的高低直接影响着企业的利润水平。
市场竞争激烈程度对企业的盈利能力和生产效益有着重要的影响。
综上所述，乙丙橡胶生产工艺及技术经济分析涉及多个方面，需要综合考虑原料成本、设备投资、能耗成本、市场需求、销售价格和市场竞争等因素。
通过科学的管理和技术创新，可以提高乙丙橡胶的生产效益和经济性，为企业发展提供支持。
乙丙橡胶工艺流程叙述
乙丙橡胶工艺流程叙述下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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乙丙橡胶说明书
摘要乙丙橡胶（EPR）是一种应用非常广泛的弹性体，它是继齐格勒-纳塔Zieg1er-Natta催化剂的发明、聚乙烯和聚丙烯的出现后问世的一种以乙烯和丙烯为基本单体的共聚橡胶。
乙丙橡胶以优异的物理和化学特性使得它被广泛地应用于汽车、建筑、农业等诸多领域，被认为在几大合成橡胶中生产增长最快、最有前途的。
本设计可行的规模化生产乙丙橡胶的工艺路线。
简单的介绍了乙丙橡胶的生产历史和现状，阐述了乙丙橡胶的规格和特点，对国内外乙丙橡胶生产工艺研究进展、发展趋势进行简要的概括和总结；对乙丙橡胶的溶液聚合法、悬浮聚合法和气相聚合法三种工业生产工艺路线的技术状况及特点进行对比分析，确定了设计的工艺路线采用悬浮聚合法制备乙丙橡胶。
与此同时，设计还进行了物料衡算和能量衡算、设备设计和选型计算。
确定了设计工艺的主要设备。
其非工艺部分包含了平面布置、供暖等内容。
说明书中还进行了经济核算。
关键词：乙丙橡胶；生产工艺；溶液聚合法AbstractEthylene-propylene rubber (EPR) is a very wide range of elastomers, it is the second Ziegler - Natta Zieg1er-Natta catalyst of the invention, polyethylene and polypropylene came after the emergence of an ethylene and propylene as the basic monomer copolymer rubber. Ethylene-propylene rubber with excellent physical and chemical properties make it widely used in automotive, construction, agriculture and many other fields, is considered in several synthetic rubber production of the fastest growing and most promising.The design of a viable large-scale production of ethylene-propylene rubber process route. A brief introduction of the ethylene-propylene rubber production history and current situation, described EPDM specifications and characteristics of the domestic production process of ethylene-propylene rubber research, a brief summary of trends and summary; for solution polymerization of ethylene-propylene rubber method, suspension polymerization and gas production processes meet the legitimate line of three industrial technical conditions and characteristics were analyzed to determine the design process route.Keywords: EPDM; Production process; Solution polymerization目录摘要 (1)目录 (3)第1章绪论 (7)1.1概述 (7)1.1.1乙丙橡胶的品种及分类 (7)1.1.2乙丙橡胶的化学结构与基本性能 (8)1.1.3 乙丙橡胶的应用领域 (10)1.2乙丙橡胶行业的发展简史和生产现状 (11)1.3国内外乙丙橡胶制备进展 (13)1.3.1茂金属催化体系 (13)1.3.2液体乙丙橡胶 (14)1.3.3EPDM/PP (14)1.3.4改性乙丙橡胶 (15)1.3.5新型第三单体 (15)第2章乙丙橡胶合成工艺论证 (16)2.1乙丙橡胶合成的反应机理 (16)2.2催化剂 (17)2.2.1齐格勒-纳塔催化剂 (17)2.2.2茂金属催化剂 (17)2.3合成工艺 (18)2.3.1溶液聚合法 (18)2.3.2悬浮聚合法 (20)2.3.3气相聚合工艺 (22)2.3.4设计工艺的选择 (23)第3章1000t乙丙橡胶的生产路线的工艺详述 (24)3.1乙丙橡胶合成工艺选择 (24)3.2聚合体系各组分及其作用 (25)3.2.1单体 (25)3.2.2工艺流程 (26)第4章1000t乙丙橡胶的生产路线的工艺计算 (28)4.1物料平衡计算 (28)4.2热量平衡计算 (29)第5章设备选型与计算 (32)聚合釜的选型 (33)第6章车间设备布置设计 (49)6.1车间设备布置的原则 (49)6.2车间设备布置 (50)第7章非工艺部分 (52)7.1供电 (52)7.2供暖 (52)7.3通风 (52)第8章经济效益分析 (53)8.1车间定员 (53)8.2投资估算 (54)8.3成本核算 (55)8.4经济效益估算 (57)结束语 (58)致谢 (58)参考文献 (60)ContentsAbstract ........................................................................................... 错误！未定义书签。
乙丙橡胶 产品手册说明书
乙丙橡胶产品手册Keltan ®是阿朗新科三元乙丙橡胶 EP(D)M 下属的品牌。
自1962年成立以来，Keltan ® 以卓越品质、优质服务、持续创新、全球合作伙伴关系，以及在全球每个战略地区都拥有一流的生产设施而闻名于世。
位于江苏省常州市的世界级EP(D)M 工厂年生产能力为16万吨，拥有稳定且完善的供应体系，在可持续创新的推动下，阿朗新科常州工厂采用Keltan ® ACE™技术生产品质始终如一的高性能产品。
作为领先的技术，Keltan ®ACE™可依据客户的需求，定制化生产本质上不含凝胶的EP(D)M ，用于制造充油型，高ENB 型和特殊高分子量型等各种等级的EP(D)M 橡胶，实现阿朗新科一直以来对亚洲市场的承诺。
试制品:（VP=Versuchsprodukt=试制品）。
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乙丙橡胶化学式
乙丙橡胶化学式
摘要：
1.乙丙橡胶的简介
2.乙丙橡胶的化学结构
3.乙丙橡胶的性能与应用
4.乙丙橡胶在我国的发展状况
正文：
乙丙橡胶（EPDM）是一种乙烯和丙烯的共聚物，化学式为（C2H4）n （C3H6）m。
在我国，乙丙橡胶被誉为“万能橡胶”，具有广泛的应用前景。
乙丙橡胶的化学结构决定了其优异的性能。
它具有较高的耐磨性、耐老化性、耐热性和耐化学腐蚀性，同时在低温下具有较好的柔韧性。
这些特性使乙丙橡胶在多种环境下都能保持稳定的性能。
乙丙橡胶在工业、建筑、汽车、电子等领域具有广泛的应用。
在汽车零部件中，如轮胎、密封件、垫片等，乙丙橡胶都有着出色的表现。
此外，乙丙橡胶还应用于电线、电缆、管道等领域，发挥着重要作用。
我国乙丙橡胶产业在过去几十年里取得了长足的发展。
随着技术创新和产业升级，我国乙丙橡胶产能不断扩大，产品质量不断提高。
同时，国内企业在研发新型乙丙橡胶产品方面也取得了突破，满足了许多高技术领域的需求。
然而，与发达国家相比，我国乙丙橡胶产业仍存在一定差距。
未来，我国应继续加大研发投入，提高乙丙橡胶产品质量，扩大应用领域，以实现产业可持续发展。
同时，加强与国际先进企业的合作，引进先进技术和管理经验，提
高我国乙丙橡胶在国际市场的竞争力。
总之，乙丙橡胶作为一种高性能的合成橡胶，在我国具有巨大的发展潜力。
乙丙橡胶
（4）与其他橡胶并用 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。
乙丙橡胶的聚合方法： 溶液聚合法：溶液一般采用正己烷或全氯乙烯等，
乙丙橡胶
乙丙橡胶及其分类
乙丙橡胶(EPR)是一种以由乙烯和丙烯为主要单体共聚得到
的高分子聚合物，是一种非结晶型共聚物。 分类：根据组成单体分为：二元乙丙橡胶（EPM）、 三元乙丙橡胶（EPDM) EPM为乙烯和丙烯的共聚物， EPDM为乙烯、丙烯和少量第三单体非共轭二烯烃的共聚物。
第三单体
工业化生产中常用的第三单体有：乙叉降冰片烯
分子量调节剂一般采用氢气。当聚合物分子链增长到 一定程度时，催化剂受链终止剂的作用失活形成络合 物。
优点：技术比较成熟，操作稳定，牌号较多，质量均匀， 水分含量较少，应用范围广，绝缘性能好。
缺点：传质传热受到限制，聚合效率低。
悬浮聚合法：
是将乙烯溶解在液态丙烯中进行共聚合。丙烯既 是单体又作反应介质，靠其本身的蒸发致冷作用控 制反应温度，维持反应压力。生成的共聚物不溶于
（ENB）、双环戊二烯（DCPD）、1,4-己二烯（HD）。
近年来国外研制出用1,7-辛二烯、6,10-二甲基-1,5,9-
十一三烯、3,7-二甲基-1,6-辛二烯、5,7-二甲基-1,6-辛
二烯、7-甲基-1,6-辛二烯等作第三单体。
化学结构
乙丙橡胶分子主链上，乙烯和丙烯单体呈无规则排列，失
去了聚乙烯或聚丙烯结构的规整性，从而成为弹性体，由 于乙丙橡胶二烯烃位于侧链上，因此三元乙丙橡胶不但可 以用硫磺硫化，同时还保持了二元乙丙橡胶的各种特性。 二元乙丙橡胶分子中不含双键，不能被硫磺硫化，只能用 过氧化物、辐射等特殊方法硫化；而三元橡胶可用硫磺硫 化，得到了广泛的应用，成为乙丙橡胶的主要品种。
乙丙橡胶生产工艺及其技术经济分析
乙丙橡胶生产工艺及其技术经济分析乙丙橡胶是一种合成橡胶，在工业生产中具有广泛的应用。
本文将介绍乙丙橡胶的生产工艺，以及对其进行技术经济分析。
乙丙橡胶的生产工艺包括以下几个主要步骤：1. 原料准备：乙丙橡胶的主要原料是乙烯和丙烯。
这两种原料可以通过石油或天然气的裂解产生。
在生产前，需要对原料进行预处理，如去除杂质和调整组分比例。
2. 聚合反应：将乙烯和丙烯与催化剂一起加入反应釜中进行聚合反应。
这个反应过程需要一定的温度和压力条件。
催化剂可以是钛、锌等金属催化剂，也可以是有机过氧化物，如双异丁酚过氧化物。
3. 乙丙橡胶合成：通过对聚合反应产物的后处理，如蒸馏和分离，可以得到乙丙橡胶。
这个过程涉及到一系列的物理和化学处理，以确保产品的质量和性能。
乙丙橡胶的技术经济分析主要涉及以下几个方面：1. 生产成本：生产乙丙橡胶的主要成本包括原料购置费用、能源消耗、催化剂和辅助剂的费用，以及设备维护和人工费用等。
通过对这些成本进行合理的控制和管理，可以降低生产成本，提高经济效益。
2. 产能和产量：乙丙橡胶的生产工艺和设备设计决定了生产的产能和产量。
通过优化工艺流程和提高设备的利用率，可以提高产能和产量，从而增加产值和经济效益。
3. 市场需求和价格：乙丙橡胶作为一种合成橡胶，在橡胶制品行业有广泛的应用。
因此，生产乙丙橡胶的技术经济分析需要考虑市场需求和价格的波动。
通过对市场需求和价格的准确预测和分析，可以制定合理的生产计划，以确保企业的竞争优势和盈利能力。
总之，乙丙橡胶的生产工艺及其技术经济分析是保证生产过程的高效和稳定的关键。
通过合理的控制成本、提高产能和产量、适应市场需求和价格的变化，可以实现乙丙橡胶生产的可持续发展。
乙丙橡胶是一种重要的合成橡胶，在汽车、建筑、电子等工业领域广泛应用。
它具有优良的耐磨性、耐油性和弹性，被广泛用于制造轮胎、密封件、胶管等产品。
乙丙橡胶的生产工艺和技术经济分析是确保产品质量和企业经济效益的重要环节。
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由烷基铝和金属钒化物所组成的配位络合引发剂，是不溶
均相 物，是活性更高的溶于反应介质的引发剂体系。其中采用 引发剂体系 较多的有：VOCl3＋Al(C2H5)2Cl、VOCl3＋Al(i-C4H9)2Cl、
VOCl3＋1/2Al2(C2H5)3Cl3等。
热 水 污水 9 13
17
18
21
23
淤浆法生产乙丙橡胶的优缺点
淤浆法生产乙丙橡胶的优点是溶液粘度低，聚合 转化率可提高至20%-40%，可生产高分子量产品。 与溶液法相比，因丙烯浓度高，聚合物速度快，所用 催化剂少。在传质方面，聚合物以部分溶胀颗粒的形 式悬浮于液态单体中，溶液粘度与聚合物的相对分子 质量无关，因此聚合物的含量可以达到30%～35%，
① 要有适宜的聚合性能 确保第三单体在聚合过程中具 有尽量高的转化率，同时在三元共聚物大分子链中有较均 匀的分布。从竞聚率上讲，过高和过低都不好。 ②第三单体的两个非共轭双键应具有不同的反应活性。
③不影响共聚速度、共聚物分子量及其分布；
④合成的三元乙丙橡胶的硫化性能较好，硫化速度快。 ⑤第三单体的相对分子质量不宜过大，除两个双键外，其 余部分越轻越好，可减少橡胶的重量。 ⑥价格便宜，目前工业生产中所用的第三单体很少有达到 这个要求。
耐热性能 乙丙橡胶耐化学药品性能的好坏主要决定于其分子结构，如不 乙丙橡胶耐候性好，能长期在阳光、潮湿、寒冷的自 乙丙橡胶制品在一般情况下，可以在120℃的环境中 饱和度、极性、硫化胶交联结构和填充剂的种类及用量，由于乙丙 然环境中使用。含炭黑乙丙橡胶化胶在阳光下曝晒三年后 长期使用，其最高使用温度为150℃。当温度高于150℃ 橡胶缺乏极性，不饱和度低，因此对各种极性化学药品如醇、酸 未发生龟裂，物理机械性能变化亦很小。 〈乙酸、盐酸等〉、强碱〈氢氧化钠〉、氧化剂〈 H2O2、HClO、过溴 时乙丙橡胶生胶开始缓慢地分解，200℃时硫化胶的物理 酸钠〉，洗涤剂、动植物油、酮和某些酯类均有较大的抗耐性，长 机械性能亦缓慢地下降。故在150℃以上的环境中乙丙橡 时间接触后性能变化不大，因此乙丙橡胶可以作这些化学药品容器 胶制品只能短期或间歇使用。 的内衬材料，但乙丙橡胶在脂肪族和芳香族溶剂，如汽油、苯、二
聚合物合成工艺学
乙丙橡胶
主讲教师： 于淑娟
1.丁苯橡胶的聚合方法主要有哪两种？ 2. 丁苯橡胶乳液聚合方法又分哪两种？ 3. 丁苯橡胶乳液聚合一般通过什么方法来确 定聚合反应是否完成？
20.2.4 乙丙橡胶
1.乙丙橡胶的组成
2.乙丙橡胶的第三单体性质 3.乙丙橡胶合成用引发剂 4.乙丙橡胶的聚合工艺 5.乙丙橡胶的结构、性能及应用
6.乙丙橡胶的接枝改性
重点：乙丙橡胶的聚合方法以及对第三单 体的要求。 难点：无
乙丙橡胶 乙丙橡胶分为二元乙丙橡胶（EPR）
和三元乙丙橡胶（EPDM）两类。
二元乙丙橡胶：由乙烯和丙烯两种单体共 三元乙丙橡胶主要由乙烯、丙烯，加入第三 聚而成。 单体共聚而成。
加入第三单体的目的是保证乙丙橡胶的 加入第三单体的目的是什么？ 硫化。克服二元乙丙橡胶难于硫化（一般用 过氧化异丙苯进行硫化），因有臭味而使操 作不便等不足之处。
的过程相似。
工艺如下图所示
溶液聚合法生产乙丙橡胶的优缺点
溶液法生产乙丙橡胶的优点是设备结构简单，反
应物中单体的配比容易调节。缺点是单体在溶液
中的扩散速度较慢，故共聚物的浓度仅为6%～
10%，同时引发剂的用量和能量消耗也比较大。
（2）淤浆法生产乙丙橡胶工艺
淤浆法生产乙丙橡胶是在压力作用下将丙烯液
乙丙橡胶的生产工艺
乙丙橡胶的聚合原理与工艺 1．聚合原理
以乙烯、丙烯为单体，用钒-铝配位络物为引发剂，其聚合机理 属于配位离子型聚合反应。聚合时，首先是单体上双键的π-电子 在引发剂活性中心的空位上进行络合，由于R－V键变弱，以至断 裂，单体分子插入R－V键，如下面所示。链的增长按这个方式不 断重复进行。
常用的第三单体
＝ CHCH3 亚乙基降冰片 烯（ENB）
CH2＝CHCH2CH＝CHCH3
双环戊二烯 （DCPD）
1，4-己二烯 （HD）
硫化速度： 硫磺硫化：ENB>HD>DCPD； 过氧化物硫化：DCPD>ENB>HD
聚合用引发剂
非均相 于反应介质的。其中最常用的烷基铝有Al(C2H5)3、Al(i引发剂体系 C H ) 、Al(C H ) ；常用的钒化物有VCl 、VOCl 、 4 9 3 6 13 3 4 3
R－V δ + V δ + δ CH－CH 2 δ R CH3
CH＝CH2
CH3
R－CH－CH2－V CH3
乙丙橡胶的聚合工艺有溶液法、淤浆法和气相法三种。
（1）溶液聚合法生产乙丙橡胶工艺
乙烯与丙烯与第三单体的共聚主要采用连续式溶液聚合
法，聚合物温度控制在35℃左右； 聚合热的排除：满釜操作时，反应热靠釜内外的冷冻 剂排除，也可采用釜内气、液相并存，靠气化排除反应热； 当溶液含固量达5%-10%，门尼粘度达到要求后，立 即加入终止剂破坏催化剂，水是常用的终止剂。 脱溶剂和后处理方式与溶液聚合法生产其他合成橡胶
大大提高了产量。
其缺点是产品中有残存的催化剂存在。在贮存过 程中，还可能催化产生支链和凝胶，造成聚合物中长 乙烯序列嵌段的不均匀性，使聚合釜容易挂胶。
（3）气相法生产乙丙橡胶工艺
气相法生产乙丙橡胶是将乙烯、丙烯、ENB和催 化剂连续送入管式流动床反应器，使单体在反应器 中流动、聚合。 反应热由循环气体带走。也可使用粉状助剂作 为载体。气相法不使用溶剂，产品与未反应的单体 分离后不需要后处理操作，生产成本低，但不能脱 除催化剂。为了降低产品中催化剂含量，必须使用 金属茂等高效催化剂。
分子质量及分布对加工性能的影响 乙丙橡胶的相对分子质量及分布情况。用 GPC 法测 一般门尼粘度在25～90之间，个别高的达 105 ～ 得乙丙橡胶的重均相对分子质量为 20～40万，数均相 110，特别高门尼粘度的乙丙橡胶可以作为充油乙丙 对分子质量为 5～10万。用粘度法测得粘均相对分子质 橡胶的基础胶使用。相对分子质量高对胶的性能有利， 量为 10～30万。其中重均相对分子质量与门尼粘度密 但对加工不利。门尼粘度在 50以下时可以在开炼机上 切相关。 加工，50以上的最好在密炼机上加工。乙丙橡胶的相 对分子质量分散系数为3～5，一般在3左右。分散宽 的对加工有利。
亚乙基降冰片三元乙丙橡胶
（ENB-EPDM）
CH－CH3
（CH2－CH2）（ CH2－CH）（ CH2－CH） z n x y CH3 CH2 CH CH 1,4-已二烯三元乙丙橡胶 （1,4-HD-EPDM）
乙丙橡胶的性能与用途
1.性能
一般随乙烯含量增加，其生胶、混炼胶和硫化胶的拉伸强 度提高；常温下的耐磨性能改善；增塑剂、补强剂及其他 乙丙橡胶的结构对性能有很大影响。其中乙烯与丙烯 填料的用量增加，胶料可塑性高，压出速度快，压出物表 的含量直接影响乙丙橡胶生胶和混炼胶性能、加工行 面光滑；半成品挺性和形状保持性好。当乙烯含量在 为和硫化胶的物理机械性能。 20%～40%（物质的量）范围时，乙丙橡胶的玻璃化温度 约为－60℃，其低温性能如低温压缩变形、低温弹性等均 较好，但耐热性能较差。
三种技术的区别
20.4.3
乙丙橡胶的结构、性能及用途
1. 乙丙橡胶的结构：乙丙橡胶是一种无定型的非结晶橡胶， 2.其分子主链上乙烯与丙烯单体单元呈无规排列，失去了聚乙 三元乙丙橡胶虽然引入了二烯烃类作第三单体，但由于二 烯烃位于侧链上，主链与二元乙丙橡胶一样，是不含双键的 烯或聚丙烯结构的规整性，成为具有弹性的橡胶。 3.乙丙橡胶的性能：乙丙橡胶内聚能低；庞大侧基阻碍分子 完全饱和的直链型结构，故三元乙丙橡胶不但保持了二元乙 链运动，因而能在较宽的温度范围内保持分子链的柔性和弹 丙橡胶的各种优良特性，又实现了用硫黄硫化的目的。 性。乙丙橡胶的组成、化学结构及其单体单元的排列方式等 决定了乙丙橡胶具有许多特有的性质。
V＋3进一步还原成无活性的更低活性的离子；过低时则不能保证V＋3的 浓度为最高。
乙丙橡胶的溶剂选择
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。 一般有丁烷、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 从溶度参数上看环烷烃最好，其次是饱和直链烷 甲苯、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯化碳等； 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。
一般乙烯含量在 60%（物质的量）左右的乙丙橡胶的 通常为了避免形成乙烯嵌段链段以保证其在乙丙橡胶 加工性能和硫化胶物理机械性能均较好，所以多数乙 分子中的无规分布，要求乙烯含量必须大于50%（物 丙橡胶的乙烯含量均控制在这个范围内。也可以采用 质的量）；但不能超过70%（物质的量），超过时， 几种不同含量的乙丙橡胶混用来改善其性能。 玻璃化温度下降，耐寒性能下降，加工性能变差。
甲苯等溶剂和矿物油中的稳定性较差，在浓酸长期作用后，其硫化 胶物理机械性能下降。
（2）耐化学药品性
（ 4）冲击弹性和低温性能 （ 3）电绝缘性 乙丙橡胶具有较高的弹性，在通用橡胶中其弹性仅 （5）耐热水和耐水蒸汽性 乙丙橡胶具有非常好的电绝缘性能和耐电晕性，其电 次于天然橡胶和顺丁橡胶。由于乙丙橡胶与塑料相容性 乙丙橡胶具有较好的耐蒸汽性能，甚至优于其耐热 性能接近于或优于丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、聚乙烯和交 较好，可作为改善塑料耐冲击性能的优良改性剂。乙丙 性能。其耐高压蒸汽性能优于丁基橡胶和一般橡胶。 联聚乙烯。适于制造电气绝缘制品。 橡胶具有好的低温性能，在低温下仍保持较好的弹性和 较小的压缩变形，其最低极限使用温度可达-50℃或更低。 一般乙丙橡胶是非结晶的。其玻璃化温度与丙烯含量有 关，具有最佳低温性能的乙丙橡胶其丙烯含量为40~50% （质量）。