文档介绍：乙丙橡胶应用技术简介
一、乙丙橡胶发展状况及其制备
二、乙丙橡胶的结构、分类和性能
三、乙丙橡胶的应用及再生利用
1、乙丙橡胶发展状况及其制备
乙丙橡胶(EPR)是以乙烯和丙烯为基础单体共聚而成的一类合成橡胶的统称,目前乙丙橡胶以发展成为除轮胎制品外消耗量最大的合成橡胶,其用途和用量还在不断扩大。
乙丙橡胶包括两种类型:一类是由乙烯-丙烯两种单体共聚而成的二元乙丙橡胶(EPM),其分子链完全饱和,只能采用过氧化物、辐射等特殊的方式进行硫化;另一类是乙烯-丙烯-非共轭二烯烃三种单体共聚而成的三元乙丙橡胶(EPDM),由于侧链含有不饱和键,因此可采用硫化-促进剂等多种普通硫化体系进行硫化。
1、1乙丙橡胶发展状况
国外乙丙橡胶发展概况
1955年世界上第一种完全饱和的橡胶--二元乙丙橡胶诞生,首先被用于电缆和风雨胶条制品上,1959年三元乙丙橡胶诞生,一举扩大了乙丙橡胶的适用范围。1961年美国埃克森(Exxon)公司使乙丙橡胶商品化,1963年意大利埃尼化工公司(Enichem)首先生产三元乙丙橡胶,接着是美国杜邦公司(Du pont)、美国尤尼罗尔公司(Uniroyal)和加拿大宝兰山公司(Polysar)于1971年开始生产。
20世纪70年代中期乙丙橡胶全世界消耗量的60%用于汽车工业的配套产品中,80~90年代乙丙橡胶市场增长最快的是工业屋顶卷材,这一时期乙丙橡胶消耗量每年以5%的速度增长,是同期其他弹性体增长速度的2倍。90年代后,乙丙橡胶在亚洲地区开始快速发展。
我国对乙丙橡胶的合成及应用技术研究起步较早,1972年兰州石化公司建成国内第一条年产2000吨的乙丙橡胶生产线,试生产过少量产品。但由于当时合成和应用技术落后,加上汽车工业不发达,一直无法形成规模化生产,于1995年被迫停产。
1997年是我国乙丙橡胶发展史上一个值得关注的时刻,吉林化学工业公司引进日本三井石化公司的生产技术和生产设备开始投产,年设计生产2万吨,2003年达到设计年产量,并且计划扩建为年产5万吨,极大缓解了我国乙丙橡胶全面依赖
进口的被动局面。不过,由于总体生产品种和数量的不足,国内市场缺口还相当大,近期内我国乙丙橡胶需要依赖进口的局面难以改变。
目前世界上影响力较大的乙丙橡胶合成公司主要有荷兰DSM公司、意大利埃尼化工(EniChem)公司、美国杜邦(Du pont)公司、德国拜耳(Bayer)公司、美国埃克森美孚(Exxon Mobil)公司、美国联合碳化物(Union Carbide)公司、韩国的油公(Yu kong)公司、日本三井石化和JSR公司等。
乙丙橡胶的制备
目前已知的商业化生产乙丙橡胶的方法有三种:溶液聚合法、悬浮聚合法和气相聚合法。
世界上采用溶液聚合法的乙丙橡胶装置(包括吉化)%,%,气相聚合法由美国联碳公司推出,%。
二元乙丙橡胶(EPM)和三元乙丙橡胶(EPDM)典型的分子结构及聚合反应可有下式表达:
溶液聚合法
溶液聚合法于1961年由美国埃克森公司首先创立,此后大多数厂家均采用此法生产乙丙橡胶。聚合过程可由下式表达:
溶剂一般采用正己烷或全氯乙烯等,分子量调节剂一般采用氢气。当聚合物分子链增长到一定程度时,催化剂受链中止剂的作用失活,形成络合物。溶剂与二烯烃经闪蒸、冷凝、纯化后循环使用,络合物溶液经洗涤、闪蒸、造粒、机械脱水、挤出等过程后被包装成产品。
溶液聚合法又可分为两种。
一种是充满反应釜方式,此法通过将溶液完全冷却后才输入反应釜进行反应,以消除聚合反应
放出的热;另一种是装填反应釜方式,此法是将反应釜中的液体蒸发出来消除反应放出的热。
以吉林石化为例简单介绍:
吉化以正己烷为溶剂,氢气为分子量调节剂,采用V一A1催化剂体系,聚合温度为35~55℃,~,单釜连续聚合的操作方式生产,年产2万吨。工艺过程基本上由催化剂二烯烃和稳定剂制备单元、聚合单元、失活洗涤单元、干燥单元、包装单元、己烷回收单元、甲醇回收单元、ENB回收单元和公用工程单元组成。
下图为聚合工段的简单示意图:
溶液聚合法的优点是生产工艺简单,聚合温度容易控制有利于定向聚合的实现。而且产品硫化速度快,综合性能好,应用范围广。
缺点是在生产过程中,溶剂回收要求高负载热,为提高聚合物产率需要大量溶剂,因此溶剂损失量大,且带来一定的环境污染。