В.1. процесс производства стереорегулярных бутадиеновых каучуков.

Полимеризация проводится по непрерывной схеме в батарее из 5-6 последовательно соединенных реакторов.

Каталитический комплекс образуется при взаимодействии триизобутилалюминия с галогенидом титана и получается при подаче компонентов катализатора в полимеризаторы.

В качестве растворителя в производстве каучука СКД применяют толуол. Продолжительность полимеризации до достижения конверсии бутадиена 90 % составвляет 4-5 ч.

Полимеризат из последнего реактора каскада поступает в смесители для дезактивации каталитического комплекса, осуществляемой раствором едкого кали. Поскольку дозировка галогенида титана при производстве каучука СКД очень низка, полимеризат не отмывают от продуктов дезактивации катализатора, а заправляют противостарителем и направляют на дегазацию и выделение каучука.

Противостаритель обычно вводится в виде раствора в толуоле, смешение которого с полимеризатом проводят в интенсивном смесителе.

Дегазация каучука СКД проводится в одну ступень в дегазаторе, имеющем 3-4 тарелки с перемешивающими устройствами. После предварительного эмульгирования и крошкообразования пульпа, содержащая около 5 % полимера, поступает в верхнюю часть дегазатора. Дегазатор снабжен глухой тарелкой, переток пульпы из верхней его части в нижнюю сепарационную часть осуществляется по переточной трубе, имеющей два дросселирующих вентиля. С верхней тарелки дегазатора по выводной трубе пульпа отводится в отделитель для частичного ее концентрирования. Вода из отделителей используется для предварительного эмульгирования полимеризата. Пульпа с концентрацией около 10 % поступает на вторую тарелку дегазатора, а затем через переливные устройства - на третью и на глухую тарелки. Для предотвращения налипания полимера и забивки отделитель снабжен пульсационной камерой, в которой потоком острого пара создается возвратно-поступательное движение пульпы каучука. При перетоке пульпы с глухой тарелки в нижнюю сепарирующую часть дегазатора проводится дросселирование с давления 0,34 МПа до атмосферного. В результате этого образуется вторичный химически загрязненный пар, теплота которого используется в дегазаторе путем эжектирования паром более высокого давления.

Водная пульпа дегазированного каучука непрерывно откачивается в отделения выделения, сушки и упаковки каучука.

Отогнанные пары углеводородов и воды из верхней части дегазатора поступают в отделитель, орошаемый циркуляционной водой, и после улавливания микрокрошки каучука направляются на конденсацию и разделение. Циркуляционная вода с частицами каучука возвращается на верхнюю тарелку дегазатора. Выделение каучука, сушка и упаковка проводится в соответствии с общепринятой технологией.

Современная промышленная технология стереорегулярных бутадиеновых каучуков базируется на каталитической полимеризации в растворах углеводородов.

Ассортимент применяемых каталитических систем - это комплексные металлорганические катализаторы с использованием различных переходных металлов (Ti, Со, V, Ni, Мо, лантаноиды), а также литий- и натрийорганические соединения.

Наибольшее распространение в промышленности получила «титановая» каталитическая система, разнообразные варианты которой предусматривают использование каталитических комплексов на основе тетраиодида (либо смешанных хлорид-иодидов) титана и триизобутилалюминия.

Кобальтовые каталитические системы обычно состоят из галогенидов или органических соединений кобальта и алюминийорганических соединений. Триалкиллалюминий в таких системах малоэффективен и поэтому используется в сочетании с активирующими добавками (вода, кисслота Льюиса). В качестве активатора используют пиридин или другие доноры. Высокая разветвленность макромолекул полимера, получаемоого на кобальтовых катализаторах, приводит к повышенной вязкоости полимеризата, особенно при получении каучуков с высокой молекулярной массой. Регулирование молекулярной массы каучуков осуществляют путем введения регуляторов (водород, этиленовые мономеры).

Большое влияние на микроструктуру полимера оказывает порядок смешения компонентов катализатора, присутствие мономера, тип растворителя, наличие модификатора - активатора катализатора.

Полибутадиены, получаемые на «никелевых» катаализаторах.Их достоинствами являются высокие скорости полимеризации-при низком расходе катализатора, возможность использования в качестве растворителя алифатических углеводородов. При замене алифатического растворителя на ароматический изменяется микроструктура полимера.

Никелевые каталитические системы могут быть гомогенными и гетерогенными.

С использованием никелевой каталитической системы в нашей стране производится низкомолекулярный 1,4-цис-бутадиеновый каучук СКДН-Н, используемый в лакокрасочной промышленноости.

Большую группу бутадиеновых каучуков составляют полимеры, получаемые полимеризацией в растворе с применением литий- или натрийорганических каталитических систем. Натрийорганические катализаторы долгие годы не применялись из-за их нерастворимости в углеводородах, а также из-за большой доли реакций переноса и обрыва кинетических цепей на этих катализаторах. Сейчас получены высокомолекулярные 1,2-полибутадиены с применением Na – олигомера α-метилстирола и триизобутилалюминия.

Для ненаполненных стереорегулярных каучуков характерна совместимость со многими другими каучуками. Вулканизаты СКД отличаются износостойкостью, сопротивлением к истиранию, морозостойкостью, широким температурным интервалом эластичности, меньшей склонностью к образованию трещин при динамических нагрузках.

Стереорегулярные бутадиеновые каучуки находят применение для изготовления транспортерных лент, изоляции кабелей, низа резиновой обуви, морозостойких резиновых изделий.

Дата добавления: 2015-08-17