抚顺石化公司烯烃厂 辽宁抚顺 113004
摘要：随着高转化率丁苯橡胶聚合过程中可能伴随着聚合反应出现转化率的提高现象，因此胶乳粘度也会随之增加，我们对聚合的配方进行了一些改变，对后期胶乳粘度的控制有所改善。对于在转化率提高的情况下，不会产生聚合后期乳胶年度的增加而对生产运行产生不利影响。
关键词：乳胶粘度；聚合；转化率
1 丁苯橡胶的优势
由于丁苯橡胶具有非常显著的机械性能以及较好的加工性能，因此在生产发展的过程中逐渐成为世界上生产能力以及产量和消耗量都非常高的一种通用合成橡胶。丁苯橡胶中由乳液聚合而成的占总产量的85%，全世界的乳聚丁苯相较年产量也非常高，达到470万吨。但是在乳聚丁苯橡胶生产的过程中伴随着聚合转化率的提高，以及加工程度的逐渐深化，橡胶的性能成分逐渐减弱，这种生产情况造成厂家在生产的过程中只能将聚合转化的效率控制在60%左右，因此需要想办法进一步提高转化率。对于转化率的提高不仅可以使得单体的一次性利用率提高，还能降低回收能耗，对聚合设备的生产能力逐渐加大。从上个世纪六十年代开始，一些亚洲国家和西方国家开始采用比较高效的引发剂和新型乳化剂，采取分批加料的方法将聚合转化率不断提高，在研究实验中，我国也逐渐开始增加对乳聚丁苯橡胶聚合转化率的研究重视程度，并且在不断的研究中取得了一定的进展。当前，我国的乳聚丁苯橡胶的生产总能已将达到了世界前列，生产公司主要分布在吉林石化、兰州石化、申化以及齐鲁石化公司，并且齐鲁石化公司的聚合转化率为70%，其他地区均为62%上下。因为将聚合转化率提高对于企业生产发展存在重大意义，不仅可以使得装置生产能力大幅度提高，还可以将单体回收负荷减小，最终达到单体回收能耗的降低。其次还可以使聚合用混合单体的纯度不断提高，最终将乳胶聚合速度提升，但是在提高聚合转化率的过程中，伴随着聚合转化率的提高，乳胶的粘度不断增加，在聚合过程中就会对乳胶传热以及其稳定性带来一些影响，在厂家生产过程中带来一些不便。因此对于提高丁苯橡胶聚合转化的效率不断提高的过程中，对乳胶粘度的控制使得高转化率的乳胶粘度在保持低转化率乳胶的粘度水平上，是一件非常重要的环节。我们将吉林石化公司的有机合成厂的橡胶某一车间作为研究对象，进行了乳胶粘度的降低方法实验，将高转化率下乳胶的粘度保持在低转化率乳胶的粘度相同水平处。
2 实验部分
原料为丁二烯、苯乙烯、硫醇，这几种材料是工业品，质量分数都大于99%，过氧化氢孟烷、歧化松香酸钾、乙二胺四乙酸钠盐、软水等原料作为工业生产的原料。仪器设备为恒温水浴槽，聚合瓶、分析天平以及旋转粘度计。测试办法为采用NDJ-99型旋转粘度计，测试温度为5摄氏度、25摄氏度，固含量的测试执行GB2958-82标准，得到的结果为乳胶粘度的测试结果。具体操作过程如下。进行聚合，将稀释的溶液按照一定的顺序进行添加，将几种不同组分配为几种溶液，按照顺序加入定量的溶液，在聚合瓶中反应。首先保证聚合瓶为干净干燥状态，将离子水、乳化剂、电解质溶液、活化剂溶液、初始分子量调节剂和苯乙烯依次加入，然后封闭瓶口。使用氮气进行置换，加入配方量的丁二烯，放入恒温的水浴槽之中，在反应前四小时将水浴槽开启，同时进行制冷并进行干预乳化，当温度恒定在5摄氏度左右上下0.5摄氏度的时刻，将聚合瓶取出，并分别注射配置好的除氧剂溶液和氧化剂溶液，一切准备就绪，开始进行数据记录，反应的初始时间，定时取样，测定固定数值，计算转化率，并根据需要反应过程中进行辅助剂的添加，当转化率达到规定范围内后，定制加入任何转化剂，进行搅拌一小时后停止聚合反应。最后将80毫升的乳胶放置在烧杯之中，将乳胶表面调整到合适的位置，将粘度计进行启动，经过半个小时的数据读取，观察结果。我们对高转化率丁苯橡胶胶乳和低转化率丁苯橡胶乳胶分别在5摄氏度和25摄氏度的情况下进行的粘度测试进行了数据统计，详见表一。
根据表一可以观察到在温度25摄氏度以下，高转化率乳胶和低转化率乳胶粘度基本持平，但是在5摄氏度下，高转化率乳胶和低转化率乳胶粘度变化较大，因此可以发现在聚合胶乳转换率为62%-70%之间时，粘度增加速度非常迅速，因此这个过程会对聚合后期的传热性以及稳定性产生影响，为了确保转换率，一定要在转换率达到62%以后进行乳胶粘度的控制。同时对乳化剂的增补也对聚合胶乳粘度存在影响，在对丁苯橡胶聚合转换率的转化过程中，反应过程有一定的要求限制，因此需要增加乳化剂的使用量，同时乳化剂的加入也会使得聚合胶乳的粘度增加，以下是对增加乳化剂粘度进行了测试之后的数据，详见表二。
从表二可看出，聚合过程中，对乳化剂的增加会使得聚合乳胶的粘度增加。
总结
电解质在聚合反应中，对于聚合过程的反应速率，稳定性都有很强的增加性能，但是电解质浓度过高就会破坏乳胶粒表面的双层电解质，使得聚合过程的稳定向下降，因此对于适量的电解质稳定进行反应可以将聚合配方做到更完善。对配方进行电解质的增量试验，将原配方的百分之五，百分之十，百分之十五，百分之二十进行逐步增量，对相应的聚合乳胶进行了粘度测试，发现转换率为70%，并对相关数据进行了统计。粘度随着增量的百分比呈现正比例上升，随着电解质的增加百分比，聚合时间在不断缩短。
对于提高丁苯橡胶聚合转化效率的过程中，增加乳化剂可以让聚合乳胶的粘度增加，增加电解质可以让聚合乳胶的粘度降低，从而使得后期增量软水的聚合乳胶粘度。再聚合过程中，电解质的增加量为10%，后期不加软水百分之三就可以将控制软化率转换为70%，使得低转化率聚合乳胶粘度保持在一个相对稳定的程度。通过对SBR1500聚合的配方进行改进，也可满足高转化率聚合乳胶机械稳定性并运用在生产运行之中，提高厂家之后的生产效率提高产益。
参考文献：
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[3]张新颖.提高丁苯橡胶聚合转化率工业化试生产[J].兰州大学，2015，（12）.
论文作者:全政党
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
标签：粘度论文; 乳胶论文; 丁苯橡胶论文; 过程中论文; 电解质论文; 乳化剂论文; 胶乳论文; 《基层建设》2018年第3期论文;