浅谈顺丁橡胶聚合挂胶的原因分析及解决方法

2023-02-05

目前我国生产顺丁橡胶主要采用的事溶液聚合的方法, 其主要的原材料和催化剂采用的是单体丁二烯和溶剂, 常用的溶剂脂肪烃、脂环烃、芳香烃和混合烃。辅助原材料有催化剂、防老剂和分散剂等。镍系的顺丁橡胶主要由有机酸镍盐、含氟的无机化合物和有机金属化合物以及微量水组成。溶液聚合法合成的顺丁橡胶普遍存在挂胶现象, 挂胶产生的直接结果和影响就是大大增加了橡胶的生产周期, 同时质量问题得不到保证, 为了找到顺丁橡胶聚合过程中产生的挂胶原因并找出解决办法, 我们做了很大的努力和研究, 希望对挂胶问题的环节或者一定程度上的避免有一定的帮助作用。

1 顺丁橡胶聚合挂胶的原因

随着顺丁橡胶的生产, 挂胶问题的产生也逐渐的出现, 为了缩短生产周期并保证橡胶的生产质量, 我们有必要对对顺丁橡胶聚合挂胶产生的原因进行一定的研究和考证, 这也是进行良性生产的必要保证措施。由于目前我国多数顺丁橡胶的生产都是采用溶剂聚合的方法, 因此对溶剂聚合生产的初期进行了大量的研究虽然对溶剂及设备本身的生产结构等都进行了研究并采取了相应的措施, 但是都对生产过程中产生的挂胶问题没有根本性的解决。经过多方研究终于发现聚合橡胶挂胶的原因主要与生产过程中使用的催化剂的质量用量多少有直接的关系, 很多的相关实验和数据表明, 催化剂的用量越少质量越好, 挂胶问题就会越少。要想解决这个问题就要从催化剂的质量进行控制, 在挂胶的过程中经过分析, 挂胶中的凝胶含量一般都比较高, 使得形成了一定的凝胶团, 凝胶就是挂胶的主要原因, 再进行生产过程中经过一系列的变化过程凝胶由于质量和数量的影响形成了网状的大分子不溶物, 就会形成挂胶现象。也就是要想解决挂胶问题就必须找出凝胶团形成的原因, 并找出应对措施。

2 顺丁橡胶聚合挂胶的的解决办法

针对挂胶产生的原因, 我们已经得到了深刻的认识, 就要就是凝胶催化剂的质量和数量原因, 也就是要想解决挂胶原因就要在凝胶问题上进行改进。主要解决办法如下所述:

2.1 提高原料质量

在橡胶的生产过程中, 一定要对最基本的原材料进行质量上的把控, 原材料是进行整个操作过程的基础保证环节, 如果原材料质量有问题, 后期的生产过程在完美, 也会出现质量上的问题, 对整个生产造成的损失都是非常严重的。不符合规定的原材量在进行生产的过程中就会破坏分子链在变化的过程中产生交联现象, 这就会直接导致凝胶的形成, 一定凝胶的数量增多, 挂胶现象就会非常严重。不仅如此, 有杂质的原材料不仅会产生挂胶还会对催化剂有杀死作用, 不利于活性种的产生, 也就不容易聚合。由此可见, 提高催化剂的质量, 不仅减少了它们带入聚合体系的杂质, 而且降低了回收溶剂、回收丁二烯对聚合的影响, 对于降低成本, 提高经济效益都有直接的决定性作用。

2.2 减少催化剂的用量

催化剂的多少直接影响挂胶的产生的多少。在对催化剂的陈化过程进行操作时毛一丁要控制好陈化方式及陈化的条件, 尽量减少催化剂的使用量。提高使用量可以有效的降低挂胶的产生, 但是在量的控制上一定要对催化剂的纯度有一定的把控, 催化剂的纯度得到控制, 就会使铝的含量有所提高, 这也就会在一定程度上大大提高凝胶的溶解度, 不仅会大大降低使用量, 同时对于催化剂效率的提升和挂胶问题出现率的降低都会有非常显著的帮助。

2.3 稳定聚合操作

良好的操作, 也是保证生产质量的关键环节, 良好的规范的操作规程是保证设备转化率和保持动力粘度恒定的一个关键环节, 对减轻和防治挂胶有很大的帮助作用。生产实践过程中, 经常因为操作不规范导致橡胶不聚合或者爆聚问题的产生, 这就使得挂胶非常严重。主要原因就是操作不规范导致催化剂的分散不均匀, 做成局部过浓或者是粘度太小。

2.4 控制聚合加水量

镍系橡胶聚合过程中, 水是不可缺少的催化剂。BF3与谁反应生成HF, 只有这样才能与低价的镍和AI等催化剂发生反应, 从而生成一定的活性种。在这个过程中水具有双重性, 一种是一元催化剂的作用, 另一种是充当原材料的作用。

3 结语

聚合挂胶是我国采用溶液聚合法生产顺丁橡胶普遍存在的问题及现象。挂胶问题的产生不仅会影响顺丁橡胶的质量, 影响生产周期, 也会大大降低产能的开发及经济效益的实现, 针对挂胶问题, 我们采取的主要应对措施及解决办法就是严格的挑选橡胶生产中使用的原材料, 同时降低催化剂的使用量, 控制好生产过程中的加水量, 保证好水质及整个过程的规范操作。控制好过程, 把握好细节, 就会在很大程度上降低凝胶团的产生, 由此就会减轻挂胶现象, 对于提高顺丁橡胶的质量, 提升生产效率都是非常有帮助的。

摘要：我国在上世纪70年代采用自主开发的技术实现了顺丁橡胶工业化生产, 采用的是镍系催化剂, 其生产技术一直处于世界先进水平行列。中国石化、中国石油和一些民企均拥有镍系顺丁橡胶生产装置, 但是在顺丁橡胶聚合的过程中存在严重的挂胶问题, 如何找出挂胶的原因并找出解决对策, 是本文重点进行解决的问题, 挂胶问题得到解决就会大大提高顺丁橡胶聚合的质量, 对于顺丁橡胶整体产量的提升也会有很大的促进作用。

关键词：顺丁橡胶,挂胶,凝胶