探讨顺丁橡胶聚合反应及技术改造

2022-09-10

聚合反应身为有机化学中的一个主要反应, 分成缩聚反应以及加聚反应两方面。低分子单体通过化学变化变成聚合物。而有许多反应及合成橡胶相关, 例如:聚加成反应、缩合聚合、加成聚合、开环聚合等。在此处的加成聚合是如此描绘的, 具备不饱和健的低分子单体透过反应变为高分子聚合物。而镍系丁二烯溶液的构成则为此原理。

1 顺丁橡胶聚合反应的过程

1.1 链引发过程

在活性种的作用下, 丁二烯被活化, 形成丁二烯聚合形成的过程称之为链引发。针对间断聚合过程而言, 链引发阶段时经过催化剂融入聚合反应器到聚合反应开始时期。聚合诱导期则为链引发阶段使用的时间, 由于聚合活性的减少, 诱导期会随之延长。

1.2 链增长过程

将丁二烯分子融入到增长链段络合物而形成的现象称之为链增长。不断插进丁二烯分子, 聚丁二烯大分子可以较快构成。通过链增长可以看出, 聚合反应中的很多丁二烯分子的融入, 令丁二烯单体分析的数目逐渐降低, 丁二烯分子相互间的距离被共价键距离所顶替, 聚合液密度提升、体积缩小。这些情况可以为聚合反应动力学研究提供条件。链增长阶段, 丁二烯的C-C键中, 将Л键打开而形成C-Cd键, 而生成一个d键放出的能量远比打开一个Л键所需的能量高很多, 因此, 聚合反应时期属于放热的时期, 能够通过键能对排放的热量采取评估。据有关资料显示, C-C键能为612k J/mo L, C-C键能为347k J/mo L, 由此可以看出, C-C双键内的7c键键能为265k J/mo L, 以此进行核算获得丁二烯聚合反应热是82k J/mo L。受到丁二烯Л电子共轭效应的影响, 在4个碳原子周围存在4个Л电子分布, 一个大Л键的构成, 打开大Л键远比打开C-C双键里Л键所需的能量较多。所以, 丁二烯聚合热大体处于75.k J/mo L左右, 远比预期值低[1]。

1.3 链转移过程

链转移实质活性分子链经由链增长的过程乃至体系中的丁二烯造成影响, 活性种转至单体丁二烯分子的过程。在链转移时期, 原分子链失去活性, 变成惰性分子链, 崭新的活性分子链就此产生, 活性种的数额没有造成变动。因此, 链转移并未对聚合反应速度有所影响, 而会对聚合物的分子量与分布形成影响。C值身为聚合体系具备过强的链转移能力, 构成聚合物的分子量下降, 分子量分布开大。

1.4 链终止过程

在活性分子链不会具备链增长能力却变成惰性连时则会变成链终止。链转移终止构成以及杂质终止方式体现出镍催化体系丁二烯溶液聚合时期的两种链终止方式。活性链乃至有害杂质引发撞击, 消除活性种, 令活性链变成惰性分子链的过程称之为杂质终止方式。杂质终止反应需要活化能较低, 扩散与碰撞几率对反应速度会构成影响, 在杂质和活性链撞击时, 活性种被消除, 活性数额继续下降。在很多化学或物理效应的作用下, 活性种在链增长时期向单体丁二烯分子运转, 原活性链变为惰性分子链的过程称为链转移终止方式。链转移终止方式是镍催化体系丁二烯同业凝聚过程里大部分惰性连的产生形式。

2 限制聚合反应的因素

假如需将聚合反应限制于可控范围中, 则需将和聚合反应有关的所有因素考量在内。因此对这些因素要给出充分了解。对聚合反应引发作用的条件有许多, 例如:所应用的原材料纯度、所具备的有害杂质比率, 以及反应时需要的温度等等是否符合。运用的催化剂类别和其中所有部分物品所占的比率, 陈化的因素以及形式、丁油所需的时间以及所运用的溶剂等。所以, 杂质在此期间对催化剂的作用需通过铝剂的活性变化。铝剂在陈化反应之前比重较重, 反应以后会变成活性中心, 杂质对此时的铝剂早已无法造成影响[2]。

3 对其技术的改进

透过以上分析, 能够了解在此反应内引发的影响因素较多, 让产生的问题可以获得快速的解决, 正常进行工作。对于生产工作而言, 工作人员在调查丁油浓度时, 则会令反应速度产生较大的起伏, 形成许多不稳定状况。假如催化剂以及丁油的浓度产生改变, 不仅会令反应速度产生变动, 还会由于速度的变动间接产生变化, 不仅会令反应速度产生变化, 还会由于速度的变化间接对橡胶的产品品质造成影响。因此, 在平常的工作生产里通常会透过调整丁油的进料温度以及温差对反应速度进行调整。此后的反应速度控制大多通过夹套冷却或融入稀释冷油等方式处理[3]。由此可见, 反应速度的快慢会对确保正常操控以及降低挂胶具有重要影响, 只有完成好此项工作, 才会确保橡胶的品质。源于以上因素, 在生产工作时, 透过调节首釜反应温度能够实现有效控制反应速度的目标。