Реферат Технологія отримання синтетичних каучуків

-->p> Основним методом одержання синтетичних каучуків є полімеризація, здійснювана технологічно в масі (блоці), емульсії і розчині. В даний час традиційна блочна полімеризація, використовувана для отримання каучуків типу СКБ, втратила своє значення, поступившись місцем полімеризації в розчині. Цим методом виробляють основні типи каучуків загального призначення та ряд каучуків спеціального призначення: 1,4-цис-изопренового.

(СКІ-3), 1,4-цис-бугадіеновий-(СКД), етилен-пропіленовий (СКЕП) і етилен-пропілен-дієновий (СКЕПТ), бутилкаучук (БК), статистичні сополімери бутадієну з стиролом (ДС-СК), бутадієн-(або ізопрен-)-стирольні термоеластопласт (ДСТ або ІСТ), поліізобутилен, цис-або транс-поліпентенамери (ЦПА або ТПА), альтернантние сополімери бутадієну з пропиленом (СКБП-А), епоксидні каучуки (СКПО, СКЕХГ, СКЕХГ-С), 1,2-полібутадієн (СКД-СР).

изопренового синтетичний каучук є продуктом радикальної полімеризації мономеру-ізопрену в розчиннику-ізопентану в присутності каталітичного комплексу Циглера-Натта.

Каучук являє собою стереорегулярний полімер і має ту ж молекулярну структуру, що і натуральний каучук.

Емпірична формула: (С 5 Н 8 ) n, де n - число ланок ізопрену, складових молекулу полімеру.

Структурна формула:

~ CH 2 -C = CH-CH 2 - CH 2 -C = CH-CH 2 - CH 2 -C = CH-CH 2 ~

| | |

CH 3 CH 3 CH 3

Основним структурною ланкою є угруповання цис-1, 4:

CH 3 H

`C = C

~ CH 2 `CH 2 ~

Так ж ізопрена каучуку має конфігурації 1,4-транс і 3,4:

CH 3 CH 2 ~ ~ CH 2 -CH ~

`C = C ; |

~ CH 2 ` H CH 3 -C = CH 2

изопренового каучук складається з молекул різного молекулярного ваги, який коливається в широких межах від 350000 до 1000000 і вище.

Зміст цис-1 ,4-ланок становить не менше 96%. Зовнішній вигляд СКІ-3 - однорідна, монолітна, еластична маса темного кольору. Володіє пружними властивостями і міцність каучуки зберігають у порівняльному широкому інтервалі температур.

Питома вага каучуку - 0,91-0,92 г/см 3 .

Каучук горючий, не отруйний, розчинний в бензолі, бензині, хлороформі й інших розчинниках.

В Залежно від фізико-механічних, хімічних властивостей і застосовуваного стабілізатора випускаються наступні види каучуку: СКІ-3, СКІ-3С, СКІ-3Д, СКІ-3Ш, СКІ-3ЛК, СКІ-3НТ. Основними споживачами каучуку є шинна промисловість та виробництво різних гумотехнічних виробів. Асортимент що випускаються в нашій країні гумових виробів перевищує 100 тис. найменувань. Для комплектації одного сучасного автомобіля в середньому необхідно 300-500 гумових виробів (автомашина КамАЗ має 800 комплектуючих гумових виробів). Один літак містить 10-2 тис., а морське судно - до 30 тис. гумових виробів. Для автомобіля середньої вантажопідйомності близько 30% від собівартості становить питома вартість шин, а за час роботи машини комплект шин змінюється 5-6 разів. Звідси стає зрозумілим, яку увагу сьогодні слід приділяти підвищенню якості та працездатності гумових виробів.

1. Технологічна частина

1.1 Теоретичні основи прийнятого методу виробництва

Процес отримання каучуку звичайно складається з декількох основних стадій: 1) приготування каталізатора (або компонентів каталітичного комплексу); 2) полімеризація; 3) дезактивація каталізатора і відмивання розчину полімеру від продуктів дезактивації каталізатора; 4) отгонка мономеру і розчинників (Дегазація) і виділення каучуку; 5) регенерація зворотних продуктів і очистка-стічних вод.

Найбільш Найпоширенішою каталітичної системою при отриманні 1,4-цис-изопренового каучуку є титанова, що складається з b-TiCI3 і алюмінійорганіческіх з'єднання. У нашій країні каучук, одержаний на таких каталізаторах, має марку СКІ-3.

Промислові каталітичні комплекси отримують на основі TiCl4 і алюмінійорганіческіх сполук, з яких найбільш ефективні тріізобутіл-, Трифену-, три-п-толілалюміній. Для промислових систем найчастіше використовують тріізобутілалюміній (Тіба), дозволяє проводити процес з високою відтворюваністю. Привертають увагу також менш небезпечні в роботі вищі гомологи алюмінійалкілов. Такі каталітичні системи володіють високою стереоселективного і менш чутливі до різних домішках.

Оптимальним співвідношенням компонентів каталітичного комплексу є 1: 1 (рис. 1), оскільки при цьому спостерігається максимальний вихід полімеру і практично не утворюється циклічних структур і олігомерів.

При надлишку тріізобутілалюмінія відбувається більш глибоке відновлення Ti 4 + (до Ti 2 + і навіть до елементарного Ti), що призводить до уповільнення полімеризації і утворення низькомолекулярних продуктів. При надлишку тетрахлориду титану утворюються алкілалюмінійдіхлоріди, викликають різке зниження вмісту 1,4-цис-ланок в полімері і вторинні реакції в полімерних ланцюгах (циклізації, ізомеризації, зшивання). В результаті виходять жорсткі, малоеластічни продукти.

З збільшенням концентрації каталізатора помітно зростає швидкість полімеризації, але зменшується молекулярна маса утворюється полімеру (Рис.2).

Рис. 1. Вплив складу каталітичного комплексу на ступінь перетворення ізопрену через 30 (/) і 60 (2) хвилин полімеризації.

Рис.2. Вплив концентрації каталітичного комплексу на швидкість полімеризації і молекулярну масу поліізопрену.

В промисловому процесі концентрація каталітичного комплексу становить 1 В± 0,5 % (Мас.) (у розрахунку на мономер).

В процесі приготування каталізатора немаловажним виявляється порядок введення його компонентів. Якщо алюмінійорганіческіх з'єднання вводиться в розчин TiCl4, то частина тетрахлориду титану залишається непревращенной, і при полімеризації поряд з аніонно-коордін...