Описание технологической схемы, технологического процесса

Химия и химическая инженерия значительно изменились за последнее десятилетие. Они расширили сферу своей деятельности - в области биологии, нанотехнологий, материаловедения, вычислений и передовых методов проектирования и управления технологическими системами - настолько, что программы в большинстве отделов химии и химического машиностроения сегодня едва ли напоминают классическое понятие химии.

1. Получение бутадиен-стирольного каучука по технологии высокотемпературной эмульсионной полимеризации

Латексы стирол-бутадиенового каучука с высоким содержанием бутадиена до высокого содержания твердого вещества синтезируют с использованием процесса миниэмульсии. Показано, что подход миниэмульсионной полимеризации предлагает эффективный гетерофазный путь синтеза латексов стирол-бутадиенового сополимера с гибким составом сополимера и узким распределением размеров получаемых частиц латекса. Вторичное зародышеобразование было успешно предотвращено с помощью гидрофобного инициатора. Из-за ситуации с нанореактором даже при высоких конверсиях достигается низкая степень сшивания и, следовательно, низкое содержание геля. Микроструктура полимеров, полученных в миниэмульсии, не зависит от параметров синтеза, особенно от температуры. Молекулярная масса может быть легко отрегулирована путем применения переносчиков, в то время как содержание нерастворимого геля существенно снижается.

Стирол-бутадиеновый каучук (SBR) представляет собой эластомер, который был первоначально разработан до Второй мировой войны в качестве замены натурального каучука. SBR используется для производства автомобильных шин, но также используется в других областях, таких как: клеи, модификаторы потока для других эластомеров, обувь, фармацевтические и контактирующие с пищевыми продуктами изделия и даже жевательные резинки. Процесс В следующих параграфах описан процесс холодной эмульсионной полимеризации для производства SBR из бутадиена и стирола. Сорта SBR, полученные в процессе этого типа, обычно называют эмульсионным SBR (eSBR).

2. Технология получения полибутадиенового каучука

Полибутадиен (также известный как бутадиеновый каучук) получают полимеризацией 1,3-бутадиена. По объему производства полибутадиен входит в число крупнейших производимых синтетических каучуков. Этот эластомерный полимер может иметь множество различных свойств в зависимости от соотношения его микроструктурных единиц и его тактичности. Большая часть полибутадиена потребляется при производстве автомобильных шин. Он также используется для улучшения механических свойств пластмасс. [17].

«Количество катализатора определяет величину средней молекулярной массы и характер молекулярного распределения получаемого полимера. Так, при низких дозировках катализатора образуются более высокомолекулярные полимеры с узким молекулярно-весовым распределением. Такой полимер, как правило, имеет высокую жесткость и неудовлетворительные технологические свойства. С повышением дозировки катализатора снижается молекулярный вес полимера и расширяется его молекулярное распределение, что положительно сказывается на технологических свойствах каучука» [17].

 «При использовании литиевого катализатора (например, бутиллития) получается полибутадиеновый каучук с низким содержанием цис-звеньев. Данный каучук относится к разряду спецкаучуков. В частности он применяется в шинной промышленности при производстве протекторов шин. Небольшое содержание данного каучука в рецептуре приводит к улучшению сцепления шины с мокрой дорогой» [17].

Полимер известен своей высокой стойкости к истиранию, низкой теплообразования, и устойчивость к образованию трещин.

Бутадиен (химическая формула C ₄ H ₆; химическая структура CH ₂ = CH-CH = CH ₂) представляет собой химически активный бесцветный газ, образующийся при дегидрировании бутена или бутана или крекинге нефтяных дистиллятов. Газ растворяется в углеводородных растворителях и полимеризуется в полибутадиен под действием аниона или катализаторов Циглера-Натта. Как и другие диены (углеводороды, содержащие две двойные связи в каждой молекуле), бутадиен является изомером; то есть он может быть получен с более чем одной молекулярной структурой. Преобладающая версия известна как цис- 1,4, которая, как повторяющаяся единица полибутадиена, имеет следующую структуру: две другие структуры - транс- 1,4 и боковые винильные изомеры 1,2 (рисунок 2.2.)

Рисунок 2.2 – Химическая структура полибутадиена

Полибутадиены сделаны либо с высоким цисом - содержанием (от 95 до 97 процентов) или с только 35 процентами циса содержания вместе с 55 - процентным трансом и 10 процентов бокового винилом. Свойства двух полимеров весьма различны. Хотя оба материала демонстрируют гораздо более высокую упругость, чем другие эластомеры, упругость смешанного изомерного полимера несколько ниже. Кроме того, смешанный полимер никогда не кристаллизуется, поэтому без армирующих наполнителей, таких как сажа, продукты являются слабыми и хрупкими. Оба материала показывают хорошую устойчивость к истиранию и истиранию.

3. Технология получения бутилкаучука

Бутилкаучук (IIR), также называемый изобутилен-изопреновый каучук, синтетический каучук, полученный путем сополимеризации изобутилена с небольшими количествами изопрена. Бутилкаучук ценится за свою химическую инертность, непроницаемость для газов и стойкость к атмосферным воздействиям. Его применяют во внутренней обшивке автомобильных шин и в других специальных применениях.

Как изобутилен (C [CH ₃ ] ₂ = CH ₂), так и изопрен (CH ₂ = C [CH ₃ ] -CH = CH ₂) обычно получают путем термического крекинга природного газа или более легких фракций сырой нефти. При нормальной температуре и давлении изобутилен является газом, а изопрен - летучей жидкостью. Для переработки в БИХ изобутилен, охлажденный до очень низких температур (примерно -100 ° C [-150 ° F]), разбавляют метилхлоридом. Низкие концентрации (от 1,5 до 4,5 процентов) изопрена добавляются в присутствии хлорида алюминия, что инициирует реакцию, в которой два соединениясополимеризуются (то есть их молекулы, состоящие из одной единицы, соединяются вместе, образуя гигантские молекулы, состоящие из нескольких единиц).