丁基橡膠合成

1、丁基橡膠的合成丁基橡膠的介紹 異丁烯與少量異戊二烯共聚而成的一種合成橡膠，簡(jiǎn)稱IIR。 具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,最突出的是氣密性和水密性。 主要用于制造各種內(nèi)胎、蒸汽管、水胎、水壩底層以及墊圈等各種橡膠制品。丁基橡膠的合成反應(yīng) 丁基橡膠由異丁烯和少量異戊二烯共聚而成。異戊二烯的用量為1.5%-4.5%左右。 由于是陽(yáng)離子聚合反應(yīng)，對(duì)單體及溶劑等的純度要求較高，一般異丁烯的純度必須99.5%，異戊二烯必須98%,而溶劑氯甲烷95%。 聚合時(shí)，鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)極易發(fā)生，而異丁烯本身就是一種有效的鏈轉(zhuǎn)移劑。由于鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)活化能遠(yuǎn)大于鏈增長(zhǎng)反應(yīng)的活比能，故可降低反應(yīng)溫度以抑制鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。丁基橡膠生產(chǎn)

2、聚合的工藝條件 異丁烯/異戊二烯：約97/3（質(zhì)量） 聚合溫度：約-100C 聚合轉(zhuǎn)化率：異丁烯75%-95%，異戊二烯45%-85% 溶劑：氯代甲烷 引發(fā)劑：AlCl3（濃度0.2%-0.3%） 產(chǎn)品：丁基橡膠（不飽和度1.55mol）丁基橡膠的生成工藝流過(guò)程 丁基橡膠的工業(yè)生產(chǎn)常采用不良溶劑的淤漿聚合法，其流程如圖所示： 1進(jìn)料混合，2C2H4冷卻器，3NH3冷卻器，5反應(yīng)器，6閃蒸罐，7過(guò)濾器8脫水?dāng)D出機(jī)，9干燥擠出機(jī)，10打包機(jī)將粗異丁烯和氯甲烷分別在脫水塔和精餾塔進(jìn)行脫水和精制以后，與異戊二烯在混合槽中按一定的比例混合?；旌弦涸诶鋮s器里冷至-100C，然后送入反應(yīng)器。同時(shí)配制好催化劑

3、溶液并冷卻。聚合反應(yīng)在-98C左右進(jìn)行，幾乎瞬時(shí)完成。聚合物在氯甲烷中沉淀形成顆粒狀漿液。聚合后的淤漿從反應(yīng)器中溢流出來(lái)進(jìn)入盛有熱水的閃蒸罐，在此蒸發(fā)氯甲烷和未反應(yīng)單體。橡膠的水淤漿液用泵送到擠出干燥系統(tǒng)，干燥后包裝成品。閃蒸罐出來(lái)的蒸氣經(jīng)活性氧化鋁干燥、分餾后送到進(jìn)料和催化劑配制系統(tǒng)循環(huán)使用。影響聚合反應(yīng)的主要因素雜質(zhì) 在丁基橡膠的聚合體系中，有原料、惰性氣體、聚合反應(yīng)器、管道都可能帶來(lái)雜質(zhì)。按照其作用原理，這些雜質(zhì)可以分為給電子體和烯烴兩大類。給電子體如水、甲醇、氯化氫、二甲醚、二氧化硫和氨等，分子中均含有未共用的電子對(duì)，而催化劑AlCl3則有未排滿的電子層，因而這些雜質(zhì)均可與AlCl3反

4、應(yīng)生成絡(luò)合物。 當(dāng)這些雜質(zhì)含量極少時(shí)，與AlCl3生成的絡(luò)合物可以離解成為活性催化劑；但是，雜質(zhì)與AlCl3反應(yīng)生成活性不高，會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率降低。因?yàn)檫@些雜質(zhì)具有鏈轉(zhuǎn)移作用，當(dāng)他們超過(guò)一定量時(shí)，則會(huì)致使聚合物分子量明顯降低。 分子量降低的程度與雜質(zhì)和AlCl3反應(yīng)生成的化合物的離解度的大小有關(guān)；離解度越大，能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)移的負(fù)離子濃度越高，聚合物的分子量越?。灰才c雜質(zhì)AlCl3絡(luò)合物的濃度有關(guān)；濃度越高，分子量越小。單體濃度和配料比 在丁基橡膠的聚合體系中：?jiǎn)误w濃度過(guò)高，反應(yīng)溫度升高的很快，反應(yīng)過(guò)于激烈難以控制，容易導(dǎo)致結(jié)塊，甚至催化劑還未加足量?jī)r(jià)被迫停止反應(yīng)。而單體濃度過(guò)低時(shí)，結(jié)冰現(xiàn)象嚴(yán)重，也不能獲得較高的轉(zhuǎn)化率。聚合溫度 隨著聚合溫度的提高，聚合物的分子量直線下降。 這是因?yàn)閱误w鏈轉(zhuǎn)移活化能總是比鏈生長(zhǎng)的活化能大17.5619.23kJ/mol，因此低溫能夠抑制單體的鏈轉(zhuǎn)移從而有利于分子量的增大。催化劑 催化劑的用量很小時(shí)，單體轉(zhuǎn)化率低，用量大時(shí)，轉(zhuǎn)化率高。由于催化劑的用量少時(shí)雜質(zhì)消耗了部分的催化劑，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率較低。催化劑用量已經(jīng)超過(guò)雜質(zhì)消耗的低限時(shí)，隨著催化劑用量增加，轉(zhuǎn)化率迅速上升。當(dāng)催化劑用量達(dá)到一定程度時(shí)，聚合反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到一定的程度。單體濃度大大降低，催化效率降低。溶劑 溶劑決定了生成的