合成橡胶的生产过程课件.ppt

1、书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟2022年6月8日星期三合成橡胶的生产过程合成橡胶的生产过程书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟学习掌握橡胶的分类、性能及应用学习掌握橡胶的分类、性能及应用橡胶、氯丁橡胶等的生产技术、性能及应用橡胶、氯丁橡胶等的生产技术、性能及应用掌握丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙掌握丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙能根据需要正确选择生产方法，并指导具能根据需要正确选择生产方法，并指导具体生产过程，合理确定工艺条件体生产过程，合理确定工艺条件书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟 书山有路勤为径，书

2、山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟按按来源来源分类分类天然橡胶天然橡胶天然橡胶树、天然橡胶树、虫胶、虫胶、琥珀等琥珀等合成橡胶合成橡胶由单体合成由单体合成或天然高聚或天然高聚物改性获得物改性获得书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟 是从天然植物中采集出来的一种高弹性材料，是从天然植物中采集出来的一种高弹性材料，经采集、凝聚、洗涤、干燥等过程即得。经采集、凝聚、洗涤、干燥等过程即得。 制造各种轮胎以及工业橡胶制品，如胶管、胶带和工制造各种轮胎以及工业橡胶制品，如胶管、胶带和工业用橡胶杂品；日常生活用品如胶鞋、雨衣以及医疗卫生业用橡胶杂品；日常生活用品如胶鞋、雨衣以

3、及医疗卫生用品等。用品等。 书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟 天然橡胶牛筋底，天然橡胶牛筋底，网状填充给鞋帮提供最大网状填充给鞋帮提供最大限度的透气性限度的透气性 天然橡胶手套天然橡胶手套( (棉棉/ /腈内衬腈内衬) )书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟按按用途用途分类分类日常用品日常用品轮胎、胶带、轮胎、胶带、胶管、胶鞋等胶管、胶鞋等工业制品工业制品如胶辊、胶如胶辊、胶布、胶板、布、胶板、油封等油封等书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟合成橡胶分合成橡胶分类类通用合成橡通用合成橡胶胶丁苯橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、

4、顺丁橡胶、丁基橡胶等丁基橡胶等特种合成橡特种合成橡胶胶丁腈橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、硅橡胶、氟橡胶等氟橡胶等书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟 人们常用的合成橡胶有丁苯橡胶，顺丁橡胶和氯丁橡胶等。合成橡胶与天人们常用的合成橡胶有丁苯橡胶，顺丁橡胶和氯丁橡胶等。合成橡胶与天然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农然橡胶相比，具有高弹性，绝缘性、耐油和耐高温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。业、国防、交通及日常生活中。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学

5、海无涯苦作舟书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟几种主要橡胶的玻璃化温度及使用温度范围几种主要橡胶的玻璃化温度及使用温度范围书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟加入惰性填加入惰性填料、增强填料、增强填料等。料等。 使线型橡胶使线型橡胶分子交联形分子交联形成立体网状成立体网状结构。结构。 制品强度制品强度很低、弹性小、很低、弹性小、遇冷变硬、遇热遇冷变硬、遇热变软、遇溶剂溶变软、遇溶剂溶解等，无使用价解等，无使用价值。值。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书山有路

6、勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟胶炭黑母橡胶胶炭黑母橡胶低温充油丁苯低温充油丁苯橡橡低温丁苯橡胶低温丁苯橡胶低温充油丁苯橡低温充油丁苯橡胶胶高温丁苯橡胶高温丁苯橡胶黑母橡胶黑母橡胶低温丁苯橡胶低温丁苯橡胶炭炭高苯乙烯丁苯橡高苯乙烯丁苯橡胶胶液体丁苯橡胶液体丁苯橡胶羧基丁苯橡胶羧基丁苯橡胶醇烯溶液聚丁苯醇烯溶液聚丁苯橡胶橡胶丁苯橡胶丁苯橡胶烷基锂溶液聚烷基锂溶液聚丁苯橡胶丁苯橡胶高反式聚高反式聚1 1，4-4-丁苯橡胶丁苯橡胶锡偶联溶液聚锡偶联溶液聚书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟1,3-1,3-丁二烯丁二烯CH2CHCHCH21苯乙烯苯乙烯 CH

7、2CH2书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟聚合原理聚合原理-自由基共聚合自由基共聚合生产工艺生产工艺-典型配方典型配方原料及辅助材料原料及辅助材料配方配方I配方配方II单体单体丁二烯丁二烯7072苯乙烯苯乙烯3028相对分子质量调节剂相对分子质量调节剂叔十烷基硫醇叔十烷基硫醇0.200.16介质介质水水200195乳化剂乳化剂歧化松香酸钢歧化松香酸钢4.54.62烷基芳基磺酸钠烷基芳基磺酸钠0.15引发剂引发剂体系体系过氧化物过氧化物过氧化氢对孟烷过氧化氢对孟烷0.080.06-0.12活化剂活化剂还原剂还原剂硫酸亚铁硫酸亚铁0.050.01雕白粉雕白粉0.150.0

8、4-0.10螯合剂螯合剂EDTA0.0350.01-0.025缓冲剂缓冲剂磷酸钠磷酸钠0.080.24-0.45反应条件反应条件聚合温度聚合温度55转化率，转化率，%6060聚合时间，聚合时间，h7-127-10书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟生产工艺生产工艺-聚合条件聚合条件单体纯度：单体纯度：99% 99% 引发剂：氧化引发剂：氧化- -还原引发体系还原引发体系乳化剂：脂肪酸皂或歧化松香酸皂乳化剂：脂肪酸皂或歧化松香酸皂分子量调节剂：分子量调节剂： 十二烷基硫醇十二烷基硫醇防老剂：对苯二防老剂：对苯二酚酚防老剂防老剂 ：胺类防老剂：胺类防老剂转化率：转化率：60

9、%60%70%70%，聚合时间：控制在聚合时间：控制在7 712h12h书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟工艺流程工艺流程-原料准备、聚合过程、单体回收、分离、后处理等。原料准备、聚合过程、单体回收、分离、后处理等。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟流程说明流程说明聚合系统：聚合系统：8 81212台聚合釜串台聚合釜串联联搅拌形式：框式搅拌形式：框式干燥：双层履带式干燥：双层履带式传热：在聚合釜内安装垂直管式氨蒸发传热：在聚合釜内安装垂直管式氨蒸发器器反应终点：根据门尼粘度和单体转化率来控反应终点：根据门尼粘度和单体转化率来控制制氨气液氨聚合

10、釜TRCA蓄集器管道书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟单体回收注意问题单体回收注意问题 加入硅油加入硅油或聚乙二醇或聚乙二醇等消泡剂等消泡剂 定期清定期清洗粘附在器洗粘附在器壁上聚合物；壁上聚合物；设置两个设置两个脱苯乙烯塔脱苯乙烯塔切换使用切换使用 采用药剂采用药剂处理或加入处理或加入亚硝酸钠、亚硝酸钠、碘、硝酸等碘、硝酸等抑制剂抑制剂产生凝集物产生凝集物书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟丁苯橡胶类型丁苯橡胶类型宏观结构宏观结构微观结构微观结构支化支化凝胶凝胶MnMnHIHIPSPS，% %顺式顺式反式反式乙烯基乙烯基低温乳液聚合丁苯橡胶低

11、温乳液聚合丁苯橡胶高温乳液聚合丁苯橡胶高温乳液聚合丁苯橡胶中等中等大量大量少量少量多多1000001000001000001000004-64-67.57.523.523.523.423.49.59.516.616.6555546.346.3121213.713.7 是一种不饱和烯烃高聚物，其玻璃化温度取决于苯是一种不饱和烯烃高聚物，其玻璃化温度取决于苯乙烯均聚物的含量。乙烯均聚物的含量。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟性性 能能优点优点 胶料不易烧焦和胶料不易烧焦和过硫；高温耐磨性好过硫；高温耐磨性好，适用于乘用胎；加，适用于乘用胎；加工过程中不易过炼，工过程中不

12、易过炼，可塑度均匀，硫化橡可塑度均匀，硫化橡胶硬度变化小；充油胶硬度变化小；充油橡胶的加工性能好；橡胶的加工性能好；容易与其他橡胶并。容易与其他橡胶并。 强度低，需加高强度低，需加高活性补强剂；加配合活性补强剂；加配合剂难度大；滞后损失剂难度大；滞后损失大，生热高，弹性低大，生热高，弹性低，耐寒性也稍差，但，耐寒性也稍差，但充油后可以降低生热充油后可以降低生热；热撕裂性能差。；热撕裂性能差。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟六大丁苯橡六大丁苯橡胶系列胶系列110001000系列（高温乳聚丁苯胶）系列（高温乳聚丁苯胶）11001100系列（高温乳聚丁苯胶炭黑母炼胶）系列

13、（高温乳聚丁苯胶炭黑母炼胶）2315001500系列（低温乳聚丁苯胶系列（低温乳聚丁苯胶）16001600系列（低温乳聚丁苯胶炭黑母炼胶系列（低温乳聚丁苯胶炭黑母炼胶）4517001700系列（低温乳聚充油丁苯胶）系列（低温乳聚充油丁苯胶）1800系列（低温乳聚丁苯胶炭黑母炼胶）6书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟汽车零件汽车零件电线和电缆包皮电线和电缆包皮胶管和胶鞋胶管和胶鞋书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟 顺丁橡胶工业生产新技顺丁橡胶工业生产新技术是中国科学院兰州化学物术是中国

14、科学院兰州化学物理所、长春应化所、山西煤理所、长春应化所、山西煤化所与常州炼油厂和有关设化所与常州炼油厂和有关设计单位共同开发的，于计单位共同开发的，于19721972年初在北京燕山石化公司建年初在北京燕山石化公司建立了第一套万吨级生产装置立了第一套万吨级生产装置。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟1,3-1,3-丁二烯丁二烯CH2CHCHCH2书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟组成简单，活性高、用量少，聚合组成简单，活性高

15、、用量少，聚合易控制，聚合后需除掉，加工性能差。易控制，聚合后需除掉，加工性能差。产物为线型结构，聚合速度快，可大量充产物为线型结构，聚合速度快，可大量充油和充炭黑；相对分子质量分布窄，加工油和充炭黑；相对分子质量分布窄，加工性能不好，有碘较贵。性能不好，有碘较贵。顺式含量高，质量均匀，相对分子质量分布较宽，顺式含量高，质量均匀，相对分子质量分布较宽，易于加工；可以提高单体浓度和聚合温度。易于加工；可以提高单体浓度和聚合温度。顺式含量高，质量均匀，相对分子质量分布较顺式含量高，质量均匀，相对分子质量分布较宽，易于加工；支化度高。宽，易于加工；支化度高。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦

16、作舟学海无涯苦作舟 环烷酸镍环烷酸镍书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟常用纯度常用纯度95%95%乙醇乙醇常用常用2 2，6-6-二叔丁基二叔丁基-4-4-甲基苯酚甲基苯酚（简称（简称264264）常用有苯、常用有苯、甲苯、甲苯甲苯、甲苯- -庚烷、溶庚烷、溶剂油（简称剂油（简称C C6 6油或油或抽余油）抽余油）等等书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟聚合原理聚合原理-配位聚合配位聚合生产工艺生产工艺-典型配方典型配方聚合压力聚合压力配方丁油浓度丁油浓度121215g/ml15g/ml铝铝/丁丁1.01.010104 4铝铝/硼硼0.250.

17、25铝铝/镍镍3 38 8聚合温度聚合温度首釜首釜95950.45MPa0.45MPa95%95%收率收率配方硼硼/ /丁丁2.02.010104 4醇醇/ /铝铝6 6防老剂防老剂/ /丁丁0.79%0.79%1.0%1.0%末釜末釜100100转化率转化率85%85%1.045t 1.045t 每吨胶消耗丁每吨胶消耗丁二烯二烯镍镍/ /丁丁聚合温度聚合温度2.02.010105 5书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟生产工艺生产工艺-聚合条件聚合条件原料精原料精制制单体和溶剂中的杂质，需除去。单体和溶剂中的杂质，需除去。跃升反跃升反应应获得高分子量得产品。获得高分子

18、量得产品。粘度问题粘度问题如何降低反应体系的粘度？如何降低反应体系的粘度？ 聚合速聚合速 率率引发剂的组分、用量、反应温度引发剂的组分、用量、反应温度。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟生产工艺生产工艺-聚合条件聚合条件生产控制生产控制门尼粘度控制在（门尼粘度控制在（45455050）5 5左右左右溶剂选溶剂选择择甲苯的溶解能力最好，但搅拌不利；而甲苯的溶解能力最好，但搅拌不利；而溶剂油溶剂油成本低，来源丰富，易回收；但易产生挂胶。成本低，来源丰富，易回收；但易产生挂胶。聚合温度聚合温度生产中常采用在釜顶充冷油来带走反应热生产中常采用在釜顶充冷油来带走反应热. 引发剂

19、引发剂陈化方陈化方式式对引发剂的活性有很大影响。主要有三对引发剂的活性有很大影响。主要有三元陈化、双二元陈化、元陈化、双二元陈化、稀硼单加稀硼单加三种。三种。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟工艺流程工艺流程-原料准备、引发剂配制、聚合、分离回收、后处理等。原料准备、引发剂配制、聚合、分离回收、后处理等。172893101521222623323334353739121116161616294613514171820192527303631384041424544434647482428Ni组分组分Al组分组分去单体去单体回收回收丁二烯丁二烯溶剂油溶剂油蒸汽蒸汽溶剂回

20、收溶剂回收水处理水处理稀释剂稀释剂B组分组分乙醇乙醇,防老剂防老剂水水4950入库入库33书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟生产中存在的问题生产中存在的问题- 危害危害 挂胶发生在搅拌轴、釜壁上及管道内壁，严重影响聚挂胶发生在搅拌轴、釜壁上及管道内壁，严重影响聚合，产生产事故，甚至停车。合，产生产事故，甚至停车。产生产生原因原因1.1.原料纯度；原料纯度；2.2.催化剂种类和用量：催化剂种类和用量：/ /，挂胶严重；，挂胶严重；3.3.溶剂种类与用量；溶剂种类与用量；4.4.聚合温度：聚合温度：TT，挂胶严重；，挂胶严重；5.5.聚合釜聚合釜结构、搅拌情况及釜壁光洁度

21、。结构、搅拌情况及釜壁光洁度。解决解决办法办法1.1.提高原料的纯度，除去提高原料的纯度，除去H H2 2O O、O O2 2等杂质；等杂质；2.2.减少催化剂用减少催化剂用量，量，/ /=0.3=0.30.70.7；3.3.选择溶解性能好的溶剂；选择溶解性能好的溶剂；4.4.严格控制首釜转化率严格控制首釜转化率40-50%40-50%。5.5.定期人工清釜或涂防挂胶定期人工清釜或涂防挂胶剂。剂。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟 高顺式高顺式(96(9698%)98%)丁二烯橡丁二烯橡胶，分子结构比较规整，十分胶，分子结构比较规整，十分“柔软柔软”.”.书山有路勤为

22、径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟 二、二、 性性 能能 顺丁橡胶的优点顺丁橡胶的优点高弹性高弹性弹性最高弹性最高滞后损失和生热小滞后损失和生热小使用寿命长使用寿命长低温性能好低温性能好玻璃化温度（玻璃化温度（-105-105）低，寒带地区使用。）低，寒带地区使用。耐磨性能优异耐磨性能优异适用需耐磨的轮胎、鞋底、鞋后跟等。适用需耐磨的轮胎、鞋底、鞋后跟等。耐屈挠性优异耐屈挠性优异耐动态裂口生成性能良好。耐动态裂口生成性能良好。填充性好填充性好有利于降低胶料成本。有利于降低胶料成本。混炼时抗破碎能力强混炼时抗破碎能力强可延长混炼时间可延长混炼时间与其他弹性体的相容性好与其他弹性体的

23、相容性好与天然橡胶、丁苯橡胶及氯丁橡胶都与天然橡胶、丁苯橡胶及氯丁橡胶都 能互溶能互溶模内流动性好模内流动性好制品缺胶情况少。制品缺胶情况少。吸水性低吸水性低小于天然橡胶和丁苯橡胶。小于天然橡胶和丁苯橡胶。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟 二、二、 性性 能能 顺丁橡胶的缺点顺丁橡胶的缺点 拉伸强度与撕裂强度较低拉伸强度与撕裂强度较低表面多不耐刺，较易刮伤。表面多不耐刺，较易刮伤。抗湿滑性不良抗湿滑性不良车速高、路面平滑或湿路面上使用时易造成车速高、路面平滑或湿路面上使用时易造成 轮胎打滑。轮胎打滑。加工性能欠佳加工性能欠佳在辊筒上的加工性能对温度较敏感，温度高在辊

24、筒上的加工性能对温度较敏感，温度高 时易产生脱辊现象。时易产生脱辊现象。粘性较差粘性较差在轮胎胎面胶中，用量太高时，胎面接头稍有困在轮胎胎面胶中，用量太高时，胎面接头稍有困 难。难。较易冷流较易冷流生胶或未硫化的胶料在存放时较易流动。生胶或未硫化的胶料在存放时较易流动。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟 三、三、 用用 途途 主要用于制造轮胎中的胎面胶和胎侧胶，约主要用于制造轮胎中的胎面胶和胎侧胶，约占占80%80%以上；其他有自行车外胎、鞋底、输送带覆以上；其他有自行车外胎、鞋底、输送带覆盖胶、电线绝缘胶料、胶管、体育用品（高尔夫盖胶、电线绝缘胶料、胶管、体育用品（

25、高尔夫球）、胶布、腻子、涂漆、漆布等。球）、胶布、腻子、涂漆、漆布等。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟异戊橡胶（异戊橡胶（IR） 以异戊二烯为单体经过配位聚合以异戊二烯为单体经过配位聚合而得到的聚顺而得到的聚顺1 1，4-4-异戊二烯弹性体，异戊二烯弹性体，又称为又称为“合成天然橡胶合成天然橡胶”。 是世界上次于丁苯橡胶、顺丁橡是世界上次于丁苯橡胶、顺丁橡胶而居于第三位的合成橡胶。胶而居于第三位的合成橡胶。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟一、主一、主 要要 原原 料料单单 体体 异戊二烯异戊二烯具有活泼的共轭双键，可以进行取代、加成、成环

26、和聚合反应。贮存时要加入0.005%以上的叔丁基邻苯二酚或对苯二酚等阻聚剂书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟一、主一、主 要要 原原 料料我国：(第三种)克服了Ti系凝胶含量高，挂胶严重，非均相引发剂体系加料困难等弱点，顺式-1，4-结构含量为93%94%，最高达97%。引发剂引发剂体系体系LiC4H9TiCl4和AlR3Ln(naph)3-Al(C2H5)3-Al(C2H5)2ClNd(RCOO)3-Al(C2H5)3-Al2(C2H5)3Cl3书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟二、异戊橡胶的生产原理与工艺二、异戊橡胶的生产原理与工艺聚合聚

27、合原理原理配位聚合配位聚合实施实施方法方法连续连续溶液聚合溶液聚合书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟二、异戊橡胶的生产原理与工艺二、异戊橡胶的生产原理与工艺2 2异戊橡胶生产工艺异戊橡胶生产工艺生产生产过程过程体系浓度控制、传热、反应体系浓度控制、传热、反应终止、凝集、干燥等。终止、凝集、干燥等。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟二、异戊橡胶的生产原理与工艺二、异戊橡胶的生产原理与工艺2 2异戊橡胶生产工艺异戊橡胶生产工艺128101115171397654312异 戊 二异 戊 二烯烯1618192014引发剂引发剂防老剂防老剂去回收车间去

28、回收车间溶剂溶剂包装包装入库入库水水蒸蒸汽汽书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟二、异戊橡胶的生产原理与工艺二、异戊橡胶的生产原理与工艺2 2异戊橡胶生产工艺异戊橡胶生产工艺注意注意不同引发剂体系不同引发剂体系操作条件不同操作条件不同Ti系系配比以配比以Al/TiAl/Ti1111时最佳，配制时最佳，配制温度越低，引发剂活性越大。在不温度越低，引发剂活性越大。在不同溶剂（脂肪烃类、芳烃）凝胶的同溶剂（脂肪烃类、芳烃）凝胶的产生不同产生不同Li系系线性，相对分子质量与天然橡胶线性，相对分子质量与天然橡胶相近；无凝胶，转化率高，顺式相近；无凝胶，转化率高，顺式- -1 1，

29、4 4含量低。含量低。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟三、异戊橡胶的结构、性能及用三、异戊橡胶的结构、性能及用途途 性能与天然橡胶相似，是一种性能与天然橡胶相似，是一种综合性能好的通用合成橡胶。综合性能好的通用合成橡胶。1.1.顺式顺式-1-1，4 4含量（含量（92%92%97%97%），天然橡胶高（），天然橡胶高（98%98%）；）；2.2.结晶性能低于天然橡胶；结晶性能低于天然橡胶；3.3.相对分子质量低于天然橡胶，并且带部分支链和凝胶。相对分子质量低于天然橡胶，并且带部分支链和凝胶。4.4.质量均一，纯度高；质量均一，纯度高；5.5.混炼加工简便；混炼加工简

30、便；6.6.颜色浅；颜色浅；7.7.膨胀和收缩小；膨胀和收缩小；8.8.流动性好的优点。流动性好的优点。9.9.单独使用，也可与天然橡胶、顺丁橡胶等配合使用。单独使用，也可与天然橡胶、顺丁橡胶等配合使用。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟三、异戊橡胶的结构、性能及用三、异戊橡胶的结构、性能及用途途 用用 途途 主要用于作轮胎的胎面胶、主要用于作轮胎的胎面胶、胎体胶和胎侧胶，以及胶鞋、胶胎体胶和胎侧胶，以及胶鞋、胶带、胶粘剂、工艺橡胶制品、浸带、胶粘剂、工艺橡胶制品、浸渍橡胶制品及医疗、食品用橡胶渍橡胶制品及医疗、食品用橡胶制品等。制品等。 书山有路勤为径，书山有路勤为

31、径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟第五节乙丙橡胶第五节乙丙橡胶乙丙橡胶（乙丙橡胶（EPREPR） 以以乙烯、丙烯乙烯、丙烯为主要单体，适量为主要单体，适量加入第三单体，在齐格勒加入第三单体，在齐格勒- -纳塔引发剂纳塔引发剂作用下共聚而得的高分子弹性体。作用下共聚而得的高分子弹性体。 仅次于异戊橡胶，居合成橡胶第仅次于异戊橡胶，居合成橡胶第四位。四位。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟一、主要原料一、主要原料 1 1乙烯和丙烯乙烯和丙烯 微量杂质可严重影响聚微量杂质可严重影响聚合过程，故纯度要求很高。合过程，故纯度要求很高。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟

32、学海无涯苦作舟一、主要原料一、主要原料 加入目的：加入目的： 保证乙丙橡胶的硫化。保证乙丙橡胶的硫化。 2 2第三单体第三单体书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟一、主要原料一、主要原料 （1 1）对第三单体的原则要求）对第三单体的原则要求 要有适宜的聚合性能；要有适宜的聚合性能；第三单体的两个双键应该具有不同的反应性能；第三单体的两个双键应该具有不同的反应性能； 第三单体的加入对聚合速度和产物相对分子质第三单体的加入对聚合速度和产物相对分子质量不要有影响；量不要有影响； 第三单体的相对分子质量不宜过大；第三单体的相对分子质量不宜过大； 价格便宜。价格便宜。 2 2第三

33、单体第三单体书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟一、主要原料一、主要原料 （2 2）决定第三单体性能的结构因素）决定第三单体性能的结构因素 对第三单体的评价：聚合性能对第三单体的评价：聚合性能 ( (竞聚率竞聚率) )和硫化性能。这两个性能都是由其结构所决定和硫化性能。这两个性能都是由其结构所决定的。的。 2 2第三单体第三单体书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟一、主要原料一、主要原料 （3 3）常用的第三单体）常用的第三单体双环戊二烯双环戊二烯: :价格最低、聚合性能活泼、硫化速价格最低、聚合性能活泼、硫化速度度 慢。有两种异构体（桥环式和挂

34、环慢。有两种异构体（桥环式和挂环 式）式）乙叉降冰片烯：乙叉降冰片烯：聚合性能好、共聚速度快、硫聚合性能好、共聚速度快、硫 化、速度很快，硫化胶性能也很化、速度很快，硫化胶性能也很 好。工业应用最广泛。好。工业应用最广泛。 2 2第三单体第三单体书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟一、主要原料一、主要原料 3 3引发剂引发剂（1 1）引发剂体系）引发剂体系主要：主要：V-AlV-Al体系体系分为：分为：均相均相和和非均相非均相书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟一、主要原料一、主要原料 3 3引发剂引发剂（2 2）非均相引发剂体系）非均相引发剂体

35、系 由烷基铝和金属钒化物所组成的配位络合引由烷基铝和金属钒化物所组成的配位络合引发剂，最常用的烷基铝有：发剂，最常用的烷基铝有：Al(C2H5)3、Al(i-C4H9)3、Al(C6H13)3； 常用的钒化物有：常用的钒化物有：VCl4、VOCl3、V(OOCCH3)3等等。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟一、主要原料一、主要原料 3 3引发剂引发剂（3 3）均相引发剂体系）均相引发剂体系 由至少含有一个卤原子的烷基铝与钒化物组成由至少含有一个卤原子的烷基铝与钒化物组成的配位络合，采用较多的有：的配位络合，采用较多的有：VOCl3Al(C2H5)2Cl、VOCl3A

36、l(i-C4H9)2Cl、VOCl31/2Al2(C2H5)3Cl3等。等。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟一、主要原料一、主要原料 3 3引发剂引发剂（4 4）烷基铝的作用）烷基铝的作用 还原高价态的钒（由还原高价态的钒（由V V4V4V3 3），使其具有形成配位络），使其具有形成配位络合物的引发活性。合物的引发活性。 Al/V Al/V5 51515时活性最高。时活性最高。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟一、主要原料一、主要原料 3 3引发剂引发剂（5 5）钒引发剂的缺点）钒引发剂的缺点 寿命短、引发效率低。为了寿命短、引发效率低。为

37、了克服此缺点，一般采用向引发剂克服此缺点，一般采用向引发剂体系加入活化剂，以提高钒的引体系加入活化剂，以提高钒的引发效率，从而降低钒引发剂的用发效率，从而降低钒引发剂的用量。量。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟一、主要原料一、主要原料 3 3引发剂引发剂（6 6）活化剂的作用）活化剂的作用： 增加经济效益，使产品中的钒含量增加经济效益，使产品中的钒含量降低，改善了产品的电性能；另外，活化降低，改善了产品的电性能；另外，活化剂还起到了调节产物相对分子质量的作用，剂还起到了调节产物相对分子质量的作用，达到了改善橡胶加工的性能的目的。但在达到了改善橡胶加工的性能的目的。但

38、在使用活化剂时，还需要考虑活化剂残渣在使用活化剂时，还需要考虑活化剂残渣在后处理和污水处理过程中的问题。后处理和污水处理过程中的问题。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟一、主要原料一、主要原料 4 4溶溶 剂剂（1 1） 作作 用用一是单体的分散介质；一是单体的分散介质；二是引发剂、相对分子质量调节剂、活化二是引发剂、相对分子质量调节剂、活化 剂等的稀释介质；剂等的稀释介质；三是聚合反应的传热介质。三是聚合反应的传热介质。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟一、主要原料一、主要原料 4 4溶溶 剂剂（2 2）常用溶剂）常用溶剂 丁烷、戊烷、已烷

39、、庚烷、及混合馏丁烷、戊烷、已烷、庚烷、及混合馏分石油醚、轻质汽油、环已烷、环戊烷、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、苯、甲苯、二甲苯、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯化碳等。四氯化碳等。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟一、主要原料一、主要原料 4 4溶溶 剂剂（3 3） 选选 择择 从溶度参数上看环烷烃最好，其次是从溶度参数上看环烷烃最好，其次是饱和直链烷烃和芳烃，卤代烃最差。饱和直链烷烃和芳烃，卤代烃最差。 从原料来源、价格、性质、毒性等考从原料来源、价格、性质、毒性等考虑，使用已烷、或已烷馏分以及石油、轻虑，使用已烷、或已烷馏分

40、以及石油、轻质汽油、铂重整溶剂油作溶剂最好。质汽油、铂重整溶剂油作溶剂最好。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟一、主要原料一、主要原料 5 5共聚物相对分子质量调节剂共聚物相对分子质量调节剂相对分子质量调节方法相对分子质量调节方法 调整聚合参数和外加相对分子质量调整聚合参数和外加相对分子质量调节剂两种。调节剂两种。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟一、主要原料一、主要原料 5 5共聚物相对分子质量调节剂共聚物相对分子质量调节剂调节相对分子质量的聚合参数有：调节相对分子质量的聚合参数有： 引发剂浓度、铝化合物的种类、引发剂浓度、铝化合物的种类、

41、Al/VAl/V、溶剂种类、单体溶剂种类、单体C3/C2C3/C2、聚合温度、聚合时、聚合温度、聚合时间等。间等。 书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟一、主要原料一、主要原料 5 5共聚物相对分子质量调节剂共聚物相对分子质量调节剂外加相对分子质量调节剂有：外加相对分子质量调节剂有：氢、二乙基锌、氢化锂铝等链转移剂。氢、二乙基锌、氢化锂铝等链转移剂。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟二、乙丙橡胶的聚合原理与工艺二、乙丙橡胶的聚合原理与工艺 聚合机理：聚合机理：配位聚合配位聚合工业实施方法：工业实施方法：溶液法溶液法、悬浮悬浮法法1 1聚合原理及

42、工业实施方法聚合原理及工业实施方法书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟二、乙丙橡胶的聚合原理与工艺二、乙丙橡胶的聚合原理与工艺 2 2、乙丙橡胶生产工艺、乙丙橡胶生产工艺（1 1）溶液法生产工艺）溶液法生产工艺优点：优点：设备结构简单，反应物中单体的配比容设备结构简单，反应物中单体的配比容 易调节；易调节；缺点：缺点：单体在溶液中扩散速度较慢，故共聚物单体在溶液中扩散速度较慢，故共聚物 的浓度低，引发剂的用量和能量消耗大。的浓度低，引发剂的用量和能量消耗大。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟二、乙丙橡胶的聚合原理与工艺二、乙丙橡胶的聚合原理与工

43、艺 2 2、乙丙橡胶生产工艺、乙丙橡胶生产工艺（1 1）溶液法生产工艺）溶液法生产工艺非反应单体循环123456789101112131416171820151921232224252525252526262626262728293031333432 35424445 505146473940495253484341363738丙烯 乙烯 第三单体水溶剂NaOH蒸汽 水凝 聚物溶剂引 发剂AN2N2N2B剂引发剂助引发防 老剂N2未反应单体去反应器填 充油蒸汽水高沸点物溶剂循环至贮罐水废引发剂成品EPR蒸汽书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟二、乙丙橡胶的聚合原理与工艺

44、二、乙丙橡胶的聚合原理与工艺 2 2、乙丙橡胶生产工艺、乙丙橡胶生产工艺（2 2）悬浮法生产乙丙橡胶）悬浮法生产乙丙橡胶优点：优点：解决了聚合过程中的传热和传质问题。解决了聚合过程中的传热和传质问题。缺点：缺点：聚合物不均匀，聚合釜易挂胶。聚合物不均匀，聚合釜易挂胶。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟二、乙丙橡胶的聚合原理与工艺二、乙丙橡胶的聚合原理与工艺 2 2、乙丙橡胶生产工艺、乙丙橡胶生产工艺（2 2）悬浮法生产乙丙橡胶）悬浮法生产乙丙橡胶1234657810911131821191712141620222315矾化物烷基铝乙烯丙烯乙叉降冰片烯N2水热水盐水脱水

45、和分离脱 水 分离干 燥 包装蒸汽污水热水书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟三、乙丙橡胶的结构、性能及用三、乙丙橡胶的结构、性能及用途途 1 1乙丙橡胶的结构乙丙橡胶的结构 是一种无定型的非结晶橡胶，是一种无定型的非结晶橡胶，分子主链上乙烯与丙烯无规排列。分子主链上乙烯与丙烯无规排列。加入的第三单体主要影响乙丙橡胶加入的第三单体主要影响乙丙橡胶的硫化速度和硫化胶性能。的硫化速度和硫化胶性能。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟三、乙丙橡胶的结构、性能及用三、乙丙橡胶的结构、性能及用途途 2乙丙橡胶的性能乙丙橡胶的性能（1 1）耐老化性能）耐老化

46、性能具有极高的化学稳定性，耐老化性能是最具有极高的化学稳定性，耐老化性能是最好的。好的。耐臭氧性能耐臭氧性能具有突出的耐臭氧性能，随第三单体的种类和用量的不同而有所差别。耐候性能耐候性能乙丙橡胶耐候性好，能长期在阳光、潮湿、寒冷的自然环境中使用。耐热性能耐热性能最高使用温度为150。 书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟三、乙丙橡胶的结构、性能及用三、乙丙橡胶的结构、性能及用途途 2乙丙橡胶的性能乙丙橡胶的性能（2 2）耐化学药品性）耐化学药品性 可以作某些化学药品容器的内衬材料，但在脂肪族和芳香族溶剂，如汽油、苯、二甲苯等溶剂和矿物泊中的稳定性较差。书山有路勤为径，书

47、山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟三、乙丙橡胶的结构、性能及用三、乙丙橡胶的结构、性能及用途途 2乙丙橡胶的性能乙丙橡胶的性能（2 2）耐化学药品性）耐化学药品性 可以作某些化学药品容器的内衬材料，但在脂肪族和芳香族溶剂，如汽油、苯、二甲苯等溶剂和矿物泊中的稳定性较差。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟三、乙丙橡胶的结构、性能及用三、乙丙橡胶的结构、性能及用途途 2乙丙橡胶的性能乙丙橡胶的性能（3 3）电绝缘性）电绝缘性特别适于制造电气绝缘制品。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟三、乙丙橡胶的结构、性能及用三、乙丙橡胶的结构、性能及用

48、途途 2乙丙橡胶的性能乙丙橡胶的性能（4 4）冲击弹性和低温性能）冲击弹性和低温性能 乙丙橡胶具有较高的弹性，在通用橡胶中其弹性仅次于天然橡胶和顺丁橡胶。具有最佳低温性能的乙丙橡胶其丙烯含量为4050%（质量）。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟三、乙丙橡胶的结构、性能及用三、乙丙橡胶的结构、性能及用途途 2乙丙橡胶的性能乙丙橡胶的性能（5 5）低密度和高填充特性）低密度和高填充特性密度是所有橡胶中最低的，橡胶制品质量轻，可以大量填充油和填充剂可高达200份，可以降低乙丙橡胶制品的成本，弥补了乙丙橡胶生胶价格比一般通用橡胶稍高的不足。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学

49、海无涯苦作舟学海无涯苦作舟三、乙丙橡胶的结构、性能及用三、乙丙橡胶的结构、性能及用途途 2乙丙橡胶的性能乙丙橡胶的性能（6 6）耐热水和耐水蒸汽性）耐热水和耐水蒸汽性具有较好的耐蒸汽性能，甚至优于其耐热性能。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟三、乙丙橡胶的结构、性能及用三、乙丙橡胶的结构、性能及用途途 2乙丙橡胶的性能乙丙橡胶的性能（7 7）乙丙橡胶的缺点）乙丙橡胶的缺点硫化速度硫化速度硫化速度最慢，不能与二烯烃橡胶共硫化，因此限制了它的用途。自粘性与互粘性自粘性与互粘性自粘性与互粘性差，给加工工艺带来很大困难，不能在轮胎胎体中使用。耐燃性和气密性耐燃性和气密性耐燃性

50、和气密性差，与丁基橡胶混合作内胎时用量较少。耐油性的而烃类溶剂性耐油性的而烃类溶剂性耐矿物油和烃类溶剂性差。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟三、乙丙橡胶的结构、性能及用三、乙丙橡胶的结构、性能及用途途 3乙丙橡胶的用途乙丙橡胶的用途汽车零件汽车零件 包括轮胎部件、如黑、白胎侧及胎侧覆盖胶条；内胎、水胎、门、窗、灯、行车箱的实心和海绵胶密封胶条；刮水器、保险杠、减振器、散热器、及水箱用胶管；地气管毯内衬；发动机保险海绵材料；刹车部件，包括防尘胶套、隔膜、皮碗和密封胶垫等。书山有路勤为径，书山有路勤为径，学海无涯苦作舟学海无涯苦作舟三、乙丙橡胶的结构、性能及用三、乙丙橡