Каучуки растворной полимеризации
Download 301.18 Kb.
|
5- Mavzu Emulsiya polimerizatsiyasi kauchuklari
- Bu sahifa navigatsiya:
- C2=CJ с2=с*
- -с*н2 н н3с
Каучук цис-изопреновый
Синтетические изопреновые каучуки (СКИ) получают стереоспецифической по лимеризацией изопрена (2-метилбутадиена-1,3) в растворе. При синтезе полиизопрена возможно образование макромолекул с четырьмя ти пами звеньев в зависимости от расположения первого и четвертого атомов углерода элементарного звена по отношению к двойной связи:
полимерах, состоящих из цис- или транс-1,4-звеньев, вероятно соединение молекул по принципу «голова к хвосту» (С-С), «голова к голове» (С-С) или «хвост к хвосту» (С-С). Регулярность микроструктуры (доля звеньев, присоединенных в опре деленном порядке) является важнейшей характеристикой изопреновых каучуков, кото рая зависит от состава применяемого катализатора и условий полимеризации. Наибольшее техническое значение имеет стереорегулярный цис-1,4-изопреновый кау чук, по строению и свойствам очень близкий к натуральному каучуку. Стереорегулярные щ/с-1,4-полиизопрены синтезируют с помощью анионно координационных катализаторов. В зависимости от природы металла, входящего в со став каталитического комплекса, различают три типа синтетических изопреновых кау чуков: литиевый (СКИЛ) — на основе литийалкилов; титановый (СКИ-3) — на основе хлоридов титана и алюминийалкилов; лантаноидный (СКИ-5) — на основе солей лантаноидов неодимовой группы. России в промышленном масштабе выпускают изопреновый каучук двух ти пов — СКИ-3 и СКИ-5, а также такие марки, как СКИ-ЗД, СКИ-ЗНТ, СКИ-ЗА, СКИ-ЗШ, СКИ-ЗВ, СКИ-ЗС, СКИ-ЗП, СКИ-ЗНТП, СКИ-3-01, СКИ-5ПМ (буквы в наименовании марки каучука СКИ-3 указывают на область применения). Приготовление каталитического комплекса осуществляется в реакторе с мешал кой и водяной рубашкой смешением толуольных растворов тетрахлорида титана и триизобутилалюминия. Для предотвращения разделения образующейся гетерогенной системы на фазы предусматривается постоянная циркуляция по контуру с помощью насоса. Процесс приготовления катализатора контролируется методами диэлектриче ской проницаемости, ЭПР и др. Полимеризацию изопрена проводят непрерывно в батарее из двух-трех после довательно соединенных полимеризаторов, причем температуру полимеризации по вышают по ходу процесса с (30 ± 5) °С в первых полимеризаторах до (60 ± 5) °С в по следних. Реакция полимеризации начинается сразу же после добавления в полимери-зационную шихту катализатора. Ввиду экзотермичности реакции для получения каучу ка хорошего качества необходим эффективный отвод теплоты в условиях высоковяз кой реакционной среды. Теплоту реакции отводят путем подачи охлажденного рассола рубашки полимеризаторов при непрерывном перемешивании содержимого полиме ризаторов. Принципиальная схема получения цус-полиизопрена приведена на рисунке 2.1.2. Охлажденный до минус 20 °С раствор изопрена поступает в емкость для приема шихты Шихта и раствор каталитического комплекса дозировочным насосом 2 подаются в первый из батареи последовательно включенных полимеризаторов 3. Охлаждение по лимеризаторов и регулирование температуры полимеризации можно осуществлять за счет изменения массы подаваемого рассола в рубашки полимеризаторов, изменения температуры шихты, поступающей на полимеризацию, и режима подачи катализатора. Переток раствора полимера из первого в последующие по ходу процесса поли меризаторы 3 осуществляется за счет постепенного уменьшения давления в реакто рах. После проведения процесса полимеризации до заданной конверсии изопрена, осуществляется дезактивация каталитического комплекса, заключающаяся в разруше нии катализатора и удалении его из системы. Дезактивация катализатора осуществляется путем введения специальных ком понентов, имеющих в своем составе реакционно-способные кислород или азот содержащие группы (метанол, органические кислоты, фенолы, амины). Для каучука СКИ-3 в качестве стабилизатора применяются жидкие стабилизато ры аминного типа (такие как С-789) растворенные в углеводородном растворителе в результате чего образуется донорно-акцепторный комплекс с титановой составляю щей, который остается в полимеризате. Для каучука СКИ-ЗС используется стабилиза тор фенольного типа. Выделение полимера, незаполимеризованного изопрена и растворителя осу ществляется в процессе водной дегазации полимеризата, при которой выделяющийся виде крошки полимер дополнительно отмывается. Так как содержание растворителя полимеризате значительно превышает содержание незаполимеризованного изопре на, дегазацию проводят, пока массовое содержание растворителя в каучуке не умень шится до 0,5 %, что практически исключает присутствие свободного мономера. Процесс дегазации включает несколько стадий: эмульгирование отмытого поли меризата водой и паром, введение антиагломератора, образование крошки каучука, от гонку растворителя и незаполимеризовавшегося изопрена. 1 — емкость для приема шихты; 2 — дозировочный насос; 3 — полимеризаторы; 4, 8, 13, 17, 20 — насосы; 5 — емкость для метанолотолуольной смеси; 6,7 — аппараты для приготовления раствора стабилизатора; 9 — смеситель; 10 — отмывная колонна; 11,21 — конденсаторы; 12 — усреднительная емкость; 14 — крошкообразователи; 15 — дегазатор; 16 — емкость для антиагломератора; 18 — отпарная колонна; 19 — емкость для сбора крошки; 22 — сепаратор Рисунок 2.1.2 — Схема получения цис-1,4-полиизопрена Процесс водной дегазации проводят непрерывно в одну или две ступени. Для предотвращения слипания крошки каучука в отмытый полимеризат в дегазаторе вводят антиагломератор. качестве антиагломераторов можно применять гидроксиды (например, гидрок сид цинка), соли жирных кислот (стеарат кальция) и др. Полученная пульпа каучука поступает на обезвоживание и сушку. Обезвоживание и сушку пульпы каучуков производят главным образом в экспел-лерно-экспандерных (двухшнековых) агрегатах. Эти агрегаты позволяют увеличить степень механизации и автоматизации процесса обезвоживания и сушки при одновре менном улучшении однородности и качества каучука. Кроме того, процесс обезвожива ния и сушки каучука в двухшнековом агрегате значительно рентабельней предвари тельного обезвоживания каучука с последующей сушкой его в конвейерных сушилках. Download 301.18 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling