順丁橡膠聚合工藝設計英文簡短介紹

1.求順丁橡膠的相關介紹~~~

順丁橡膠是順式1,4-聚丁二烯橡膠的簡稱，其分子式為（C4H6）n，屬混合物 ，

國際通用代號為BR，是目前僅次于丁苯橡膠的世界上第二大通用合成橡膠.

根據順丁橡膠順式結構的含量分為高順丁橡膠（順式結構占97-99%）、中順丁橡膠（順式結構占90-95%）和低順丁橡膠（順式結構占32-40%）三種。低順丁橡膠中丁二烯的順反異構體呈無規分布，具有最好的耐寒性，而其它性能大致相似.具有彈性好，耐磨性強和耐低溫性能好，生熱低，滯后損失小，耐屈擾性，

抗龜裂性及動態性能好等優點，可與天然橡膠、氯丁橡膠以及丁腈橡膠等并用，

在輪胎、抗沖擊改性、膠帶、膠管以及膠鞋等橡膠制品的生產中具有廣泛的應用。

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℃），在常溫無負荷時呈無定形態，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整，拉伸時可以獲得結晶補強，加入炭黑又可獲得顯著的炭黑補強效果，是一種綜合性能較好的通用橡膠。

沿革 低順式順丁橡膠最早由美國費爾斯通輪胎和橡膠公司于1955年開發，1961年投產，催化劑為丁基鋰；中順式順丁橡膠首先由美國菲利浦石油公司開發（1956），并于1960年由美國合成橡膠公司建廠投產，催化劑是四碘化鈦-三烷基鋁；高順式順丁橡膠可用鈷系（一氯二烷基鋁-鈷鹽）和鎳系（環烷酸鎳-三烷基鋁-三氟化硼乙醚絡合物）催化劑進行生產。鈷系催化劑由意大利蒙特卡蒂尼公司開發并投產（1963），而鎳系催化劑則是由日本合成橡膠公司采用橋石輪胎公司的技術于1965年工業化的。目前，有中國、美國、日本、英國、法國、意大利、加拿大、蘇聯、聯邦德國等15個國家生產順丁橡膠，近20個品種。1980年世界年產量已超過 1.8Mt，總產量僅次于丁苯橡膠，在合成橡膠中居第二位。

生產方法 順丁橡膠的生產工序包括：催化劑、終止劑和防老劑的配制計量，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溶液聚合流程，聚合裝置大都用3~5釜串聯，單釜容積為12~50m3。

所用溶劑和所得產物隨催化劑不同而異。

①用丁基鋰為催化劑生產順丁橡膠，多以環己烷（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順丁橡膠時，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用鎳系催化劑生產順丁橡膠，芳烴（如苯或甲苯）和脂肪烴（如環己烷、己烷、庚烷或加氫汽油）均可作為聚合溶劑，而且都能得到高分子量、高順式順丁橡膠，以環烷酸鎳-三異丁基鋁-三氟化硼乙醚絡合物作催化劑、以抽余油作溶劑生產順丁橡膠的技術，中國自1959年開始研究，于1971年建成萬噸級生產裝置并投產。④尚有三種新型催化劑即：稀土催化劑（如環烷酸稀土-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【如（π-C3H5）3UCl-AlRCl2，式中R為乙基】均可制得高順式（96%~99%）的順丁橡膠，而且活性和所得硫化膠的物理性能也好，但由于開發較晚，至80年代中期尚未達到工業化生產的程度。

順丁橡膠可用傳統的硫磺硫化工藝硫化，其加工性能除混煉時混合速度慢、輕度脫輥外，其他如膠片平整性和光澤度、焦燒時間等均與一般通用橡膠類似。

用途 順丁橡膠特別適于制汽車輪胎和耐寒制品，還可以制造緩沖材料以及各種膠鞋、膠布、膠帶和海綿膠等。順丁橡膠存在加工性能較差，生膠有一定冷流傾向等缺點。近年來，出現的充油順丁橡膠可使上述缺點得到一定程度的改善。但其抗撕裂強度偏低，抗濕滑性不好，以及粘著性不如天然橡膠和丁苯橡膠，尚有待研究改進。

2.聚丁二烯的介紹

1,3-丁二烯的聚合物。英文縮寫為PB。隨所用催化劑、聚合方法和聚合條件的不同而生成各種不同結構的聚丁二烯，如順-1,4-聚丁二烯（見彩圖）、反-1,4-聚丁二烯、1,2-聚丁二烯，以及順-1,4、反-1,4和1,2三者混雜結構的聚丁二烯。順-1,-4聚丁二烯（簡稱順丁橡膠，英文縮寫為CBR）和混雜結構的聚丁二烯是合成橡膠，稱為丁二烯橡膠BR，而1,2-聚丁二烯主要用作膠粘劑和密封劑。

3.順丁橡膠的生產工藝及生產設備

【-CH2-CH=CH-CH2-】 全名為順式-1,4-聚丁二烯橡膠，簡稱BR。由丁二烯聚合制

順丁橡膠

得的結構規整的合成橡膠。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異，動負荷下發熱少，耐老化性尚好，易與天然橡膠、氯丁橡膠或丁腈橡膠并用。根據順式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℃），在常溫無負荷時呈無定形態，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整，拉伸時可以獲得結晶補強，加入炭黑又可獲得顯著的炭黑補強效果，是一種綜合性能較好的通用橡膠。 編輯本段沿革 低順式順丁橡膠最早由美國費爾斯通輪胎和橡膠公司于1955年開發，1961年投產，催化劑為丁基鋰；中順式順丁橡膠首先由美國菲利浦石油公司開發（1956），并于1960年由美國合成橡膠公司建廠投產，催化劑是四碘化鈦-三烷基鋁；高順式順丁橡膠可用鈷系（一氯二烷基鋁-鈷鹽）和鎳系（環烷酸鎳-三烷基鋁-三氟化硼乙醚絡合物）催化劑進行生產。鈷系催化劑由意大利蒙特卡蒂尼公司開發并投產（1963），而鎳系催化劑則是由日本合成橡膠公司采用橋石輪胎公司的技術于1965年工業化的。目前，有中國、美國、日本、英國、法國、意大利、加拿大、蘇聯、聯邦德國等15個國家生產順丁橡膠，近20個品種。1980年世界年產量已超過 1.8Mt，總產量僅次于丁苯橡膠，在合成橡膠中居第二位。 編輯本段生產方法 順丁橡膠的生產工序包括：催化劑、終止劑和防老劑的配制計量，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溶液聚合流程，聚合裝置大都用3~5釜串聯，單釜容積為12~50m。 所用溶劑和所得產物隨催化劑不同而異。 ①用丁基鋰為催化劑生產順丁橡膠，多以環己烷（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順丁橡膠時，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用鎳系催化劑生產順丁橡膠，芳烴（如苯或甲苯）和脂肪烴（如環己烷、己烷、庚烷或加氫汽油）均可作為聚合溶劑，而且都能得到高分子量、高順式順丁橡膠，以環烷酸鎳-三異丁基鋁-三氟化硼乙醚絡合物作催化劑、以抽余油作溶劑生產順丁橡膠的技術（我國生產橡膠的主要技術方法），中國自1959年開始研究，于1971年建成萬噸級生產裝置并投產。④尚有三種新型催化劑即：稀土催化劑（如環烷酸稀土-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【如（π-C3H5）3UCl-AlRCl2，式中R為乙基】均可制得高順式（96%~99%）的順丁橡膠，而且活性和所得硫化膠的物理性能也好，但由于開發較晚，至80年代中期尚未達到工業化生產的程度。 順丁橡膠可用傳統的硫磺硫化工藝硫化，其加工性能除混煉時混合速度慢、輕度脫輥外，其他如膠片平整性和光澤度、焦燒時間等均與一般通用橡膠類似。 編輯本段用途 順丁橡膠特別適于制汽車輪胎和耐寒制品，還可以制造緩沖材料以及各種膠鞋、膠布、膠帶和海綿膠等。順丁橡膠存在加工性能較差，生膠有一定冷流傾向等缺點。近年來，出現的充油順丁橡膠可使上述缺點得到一定程度的改善。但其抗撕裂強度偏低，抗濕滑性不好，以及粘著性不如天然橡膠和丁苯橡膠，尚有待研究改進。

4.有關丁二烯英語簡介并附加漢語翻譯

丁二烯簡稱丁二烯，是分子式為C4H6的有機化合物，一種重要的化工原料，可用于制造合成橡膠（丁苯橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠）。

危險性類別： 侵入途徑： 健康危害： 本品具有麻醉和刺激作用。急性中毒：輕者有頭痛、頭暈、惡心、咽痛、耳鳴、全身乏力、嗜睡等。

重者出現酒醉狀態、呼吸困難、脈速等，后轉入意識喪失和抽搐，有時也可有煩躁不安、到處亂跑等精神癥狀。脫離接觸后，迅速恢復。

頭痛和嗜睡有時可持續一段時間。皮膚直接接觸丁二烯可發生灼傷或凍傷。

慢性影響：長期接觸一定濃度的丁二烯可出現頭痛、頭暈、全身乏力、失眠、多夢、記憶力減退、惡心、心悸等癥狀。偶見皮炎和多發性神經炎。

環境危害： 對環境有危害，對水體、土壤和大氣可造成污染。 燃爆危險： 本品易燃，具刺激性。

預防措施： 危險特性： 易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物。接觸熱、火星、火焰或氧化劑易燃燒爆炸。

若遇高熱，可發生聚合反應，放出大量熱量而引起容器破裂和爆炸事故。氣體比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇火源會著火回燃。

有害燃燒產物： 一氧化碳、二氧化碳。 滅火方法： 切斷氣源。

若不能切斷氣源，則不允許熄滅泄漏處的火焰。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場移至空曠處。

滅火劑：霧狀水、泡沫、二氧化碳、干粉。As butadiene butadiene, is C4H6 formulas for the organic compound, an important chemical raw materials, can be used in the manufacture of synthetic rubber (styrenebutadiene rubber, butadiene rubber, butyl rubber, butyronitrile rubber). Risk category: invasion way: health hazard: this product has the anesthesia and stimulation. Acute poisoning: light person have headaches, dizziness, nausea, sore throat, tinnitus, muscle weakness, sleepiness and so on. The person that weigh appear drunken state, difficulty breathing, pulse rate, loss of consciousness and transferred after tics, sometimes also can have fidgeting, run around mental symptoms. After the break contact, rapid recovery. Headaches and sleepiness sometimes sustained over a period of time. The skin direct contact butadiene can happen burns or frostbite. Chronic influence: long-term exposure to certain concentration of butadiene can have headaches, dizziness, muscle weakness, insomnia, dream, memory loss, nausea, heart palpitations and other symptoms. I see dermatitis and multiple neuropathy. Environmental hazards: harm to the environment, the water, soil and air can cause pollution. Explosion danger: this product flammable, has excitant. Prevention measures: dangerous characteristics: flammable, mixed with air explosive mixture can be formed. Contact heat, Mars, flame or oxidant easy burning explosion. If encounter high fever, can happen polymerization, let out a lot of heat and cause containers rupture and explosion accident. Gases than air heavy, can in the lower spread to rather far away, in fire will burn on fire back. Harmful combustion products: carbon monoxide, carbon dioxide. Fire extinguishing method: cut off the air supply. If you can't cut off gas source, is not allowed to put out the flame of leakage place. Water spray cooling container, possible will be moved to the empty containers from the fire place. Agent: mist water, foam, carbon dioxide, dry powder.。

5.順丁橡膠的生產方法

工業生產順丁橡膠均采用溶液聚合的方法，原材料主要有單體丁二烯和溶劑，常用的溶劑脂肪烴、脂環烴、芳香烴和混合烴。

輔助原材料有催化劑、防老劑和分散劑等。 鎳系催化劑由有機酸鎳鹽、含氟的無機化合物和有機金屬化合物以及微量水組成。

工業上常用催化體系為環烷酸鎳、三氟化硼乙醚絡合物、三異丁基鋁和微量水。鎳系催化劑屬于配位聚合機理，其定向性較強，制備出的聚丁二烯橡膠中順式-1,4-構型含量高達96%，其1,2-構型含量僅為1%左右。

順式-1,4-聚丁二烯等同周期較長，為0.86nm，分子中碳碳單鍵較易旋轉，尤其是雙鍵旁的單鍵在雙鍵的影向下更容易內旋轉，鏈的柔性較好，在一般狀態下，分子呈卷曲狀態，回彈性好；而反式-1,4-聚丁二烯、全同1,2-聚丁二烯和間同1,2-聚丁二烯的等同周期較短，分別是0.49nm,0.65nm和0.514nm，分子鏈的柔性差，易結晶，彈性小，因而高順式鎳系聚丁二烯橡膠具有優異的彈性。順式-1,4-聚丁二烯在拉伸過程中能取向誘導結晶，這還賦予鎳系順丁橡膠高強度的特征。

1960年前后日本首先采用Ni(naph)2-AlEt3-BF3·OEt2三元體系，以甲苯為溶劑催化丁二烯聚合實現了工業化。我國自1959年就開始了順丁橡膠不同催化體系的研究，經過多年實踐，自主研究開發了有中國特色的順丁橡膠生產技術。

其特點是以加氫汽油為溶劑，以Ni(naph)2/Al(i-Bu)3/BF3·OEt2(Ni-Al-B)三組分為催化體系，將Ni和Al事先混合陳化后加入到單體溶液中，而B經溶劑稀釋后單獨直接進入聚合體系，即所謂Ni-Al二元陳化，稀B單加的陳化方式。這種陳化方式的催化劑活性高，所得橡膠的相對分子質量較低，在生產中所用設備少，易于調節。

我國于1971年到1976年間，相繼建成了6個萬噸級的順丁橡膠廠，到2004年國內鎳系順丁橡膠的生產能力已達到43萬噸。鎳系順丁橡膠的工序主要可分為：（1）催化劑、單體溶液和助劑的配制與計量；（2）丁二烯的聚合；（3）橡膠的凝聚；（4）橡膠的脫水和干燥；（5）單體、溶劑的回收和精制。

如圖所示：陳化后的Ni-Al陳化液和稀釋后的B溶液與單體丁二烯、溶劑油一起從釜底進入聚合首釜，單體濃度為19-22 wt%，在攪拌下混合均勻并發生聚合反應。首釜反應生成的膠液從釜頂流出，再從第二聚合釜的釜底而入，如此再通過第三聚合釜。

聚合釜溫度為65-90℃，聚合時間為1.5-2小時，最終聚合轉化率約為85%。從第三聚合釜頂部流出的膠液和終止劑以及防老劑一起進入終止釜，混合均勻后，被終止的膠液被送入膠罐儲存。

最后膠液由膠液泵送入凝聚釜，用水蒸氣將溶劑油和未反應的丁二烯蒸出并送到回收精制系統中進行循環利用，凝聚后的橡膠顆粒再經過洗膠罐洗滌、脫水機脫水和擠壓干燥機干燥后，即可壓塊包裝入庫了。 鈦催化劑由鈦的化合物與鋁的有機化合物及其鹵化物組成。

常用的有AlR3-TiI4、AlR3-TiCl4-I2、AlEt2I-TiCl4等。鈦系順丁橡膠也采用溶液聚合法，其特點是采用甲苯為溶劑，6個聚合釜串聯工藝。

聚合釜采用冷鹽水撤熱，工藝流程如圖所示。 鈷系催化劑以鈷的氯化物、氧化物、有機酸鹽和吡啶絡合物等任何可溶和不可溶的鈷化合物為主催化劑，以鋁的有機化合物為助催化劑，以水、有機過氧化物、鹵素、醇和有機鹵化物為第三組份活化劑。

工業上常用辛酸鈷-一氯二烷基鋁-水三元體系。同鎳系催化劑一樣，鈷系催化劑也屬于配位聚合機理，定向性較強，當其用于丁二烯聚合，在以鹵化烷基鋁為助催化劑時，通常可得到順式-1,4-構型含量為96-98%,1,2-構型含量為1-2%的高順式聚丁二烯。

鈷系聚丁二烯橡膠生產工藝如圖所示，其特點是以苯為溶劑，以Co(oct)2/AlEt2Cl為催化體系。其生產工序大致如下：丁二烯和苯混合經脫水塔后與AlEt2Cl混合，然后與Co(oct)2和分子量調節劑一起送入串聯的四個反應釜中。

單體濃度為20 wt%，聚合溫度為25-40℃，聚合2小時，最終單體轉化率約為80%。聚合釜為不銹鋼制，螺帶刮刀攪拌，采取夾套、內冷管水冷卻。

末釜的膠液送入凝聚系統進行凝聚，未反應的丁二烯、溶劑苯和分子量調節劑分別進入各自的回收系統中，凝聚后的橡膠顆粒經擠壓脫水、膨脹干燥、提升干燥和壓塊等工序后，即可包裝入庫了。 稀土系催化劑是以稀土化合物為主催化劑的一類催化劑，對于丁二烯聚合，以釹化合物的活性最高，因此稀土順丁橡膠工業生產均采用釹化合物為主催化劑。

常見的催化體系有：Nd(versa)3/Al(i-Bu)2H/t-BuCl、Nd(versa)3/Al(i-Bu)2H/AlEt3Cl3和Nd(naph)3-AlH(i-Bu)2-Al(i-Bu)2Cl 。稀土催化劑合成順丁橡膠的生產工藝具有如下特點 。

（1）三元稀土催化劑的組成包括稀土化合物、烷基鋁和氯化物。典型的組成為環烷酸釹或新癸酸釹作為主催化劑，氫化二異丁基鋁或其與三異丁基鋁的混合物作為助催化劑，氯代烷基鋁作為氯源。

3種組分的結構和用量對聚合物的微觀結構沒有明顯的影響，通過調節催化劑的組成可以靈活地控制聚合物的門尼黏度。（2）采用生產鎳系順丁橡膠用的丁二烯和溶劑標準進行生產。

以己烷或加氫抽余油等脂肪烴作為溶劑，沸點低，利于回收和精制；毒性低，利于環保。鎳系和稀土系催化劑生產順丁橡膠用的溶劑可以切換。

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