Реферат на тему Производство бутадиен-стирольных каучуков

Содержание:

Введение 3
1. Физико-химические свойства бутадиен стирольного каучука, техническая характеристика 5
2. Производство бутадиен-стирольного каучука в России и за рубежом 9
3. Области технического применения бутадиен стирольного каучука 12
4. Обзор промышленных методов получения в РФ и за рубежом 16
4.1. Общие сведения 16
4.2. Бутадиен-стирольные каучуки, получаемые полимеризацией в растворе 17
4.3. Бутадиен-стирольные каучуки, получаемые полимеризацией в эмульсии 18
5. Патентный поиск по совершенствованию способа получения СБК 21
5.1. Патент RU 2206581 (Россия) 21
5.2. Патент US20140296589 (США) 23
5.3. Патент WO2008122872A1 (Фрация) 26
6. Технология и технологическая схема одного из промышленного метода 35
Заключение 38
Список литературы 39

Введение:

Стирол-бутадиен-каучук (СБК) является крупнейшим по объему синтетическим каучуком. По сравнению с натуральным каучуком СБК обладает лучшей технологичностью, стойкостью к тепловому старению и истиранию, но уступает ему в отношении удлинения, прочности при горячем разрыве, гистерезиса, упругости и прочности на разрыв. Более 70% потребляется при производстве шин и шинных изделий, спрос очень сильно зависит от автомобильного сектора. СБК используется в основном в производстве шин.
Доля СБК в общем потреблении синтетического каучука снизилась в 1980-х и 1990-х годах, поскольку радиальные шины, в которых используется меньшее количество СБК, заменили смещенные ременные шины. Переход на радиальные шины практически завершен и больше не должен ограничивать рост. Положительным моментом является то, что рост использования шин с низким сопротивлением качению должен повысить спрос на СБК.
В применениях без шин был более быстрый рост в других синтетических каучуках, таких как этилен-пропилен-диеновый мономер (ЭПДМ) и нитрильные каучуки в качестве замены СБК. Тем не менее, использование СБК без шин растет вместе с такими применениями, как конвейерные ленты, прокладки, шланги, напольная плитка, обувь и клеи.
Существует два основных типа СБК; эмульсия СБК и раствор СБК, основанные на разных процессах. В прошлом эмульсия СБК была предпочтительной благодаря ее лучшим свойствам обработки, в то время как потребители могут легко переключаться между поставщиками без необходимости перенастраивать свои обрабатывающие машины. Эмульсия СБК обычно производится непрерывным способом, что делает его экономически эффективным.
Раствор СБК может быть получен как в непрерывном, так и в периодическом процессах с периодическим процессом, позволяющим упростить «точную настройку» условий реакции и характеристик полимера. Производители раствора СБК также улучшают его технологические свойства.
Производители шин, сталкивающиеся со все более строгими спецификациями, не нашли альтернативы решению СБК для высокоточных компонентов в шинах с высокими эксплуатационными характеристиками [4]. Кроме того, необходимость снижения расхода топлива привела к разработке шин с низким сопротивлением качению. Поскольку эти улучшения производительности не могут быть достигнуты при использовании эмульсии СБК, существует тенденция к увеличению использования раствора СБК. Эксерты говорят, что решение СБК является самым быстрорастущим сегментом рынка каучука с ожидаемым темпом роста 5-6% в год в течение следующих нескольких лет.
В целом, по прогнозам, глобальные темпы роста СБК составят около 2-3% в год. Существует потребность в большей емкости раствора, так как спрос опережает его по степени эмульсии.

Заключение:

Бутадиен-стирольный каучук является одним из самых распространенных промышленно выпускаемых каучуков общего назначения и выпускается в широком ассортименте и большом объеме.
Распределение звеньев бутадиена и стирола в макромолекуле полимера – нерегулярное, статистическое.
Производство бутадиен-стирольных каучуков может проводиться как в растворе, так и в эмульсии. Эмульсионные бутадиен-стирольные каучуки в настоящее время являются наиболее распространенными и дешевыми, они выпускаются на пяти заводах: в Воронеже, Стерлитамаке, Тольятти, Омске и Красноярске.
Эмульсионную полимеризацию проводят при высокой (50С – «горячая» полимеризация) и при пониженной (5С – «холодная» полимеризация) температуре.
Содержание полимера в эмульсионных каучуках составляет около 92–95, а в растворных – около 98.
В зависимости от условий получения средняя молекулярная масса эмульсионных каучуков колеблется от 200 до 400 тыс. при широком ММР и достаточно большой разветвленности цепей. Растворные каучуки имеют очень узкое ММР.
Рассмотрены технологии производства эмульсионных и растворных бутадиен-стирольных каучуков.
Расшифровка обозначений каучука: СК(М) С – бутадиен – (метил) стирольный, 30 – содержание -метилстирола, А – низкотемпературная полимеризация, Р – полимеризация проводилась в присутствии регуляторов полимеризации, К – эмульгатор – соли диспропорционированной иди гидрированной канифоли, М-27 – содержание масла в .

Фрагмент текста работы:

Физико-химические свойства бутадиен стирольного каучука, техническая характеристика
Бутадиен-стирольные каучуки (дивинил-стирольные каучуки, БСК, СКС, СКМС, ДССК, америпол, интол, карифлекс, крилен, нипол, плайофлекс, СБК, синпол, солпрен, стереон, тьюфден, филпрен, юниден) – синтетические каучуки, продукты сополимеризации бутадиена (I) и стирола (II) общей формулы:
■([-〖CH〗_2-CH=CH-〖CH〗_2-]_n-[-〖CH〗_2-CH-CH]_m@ |@ C_6 H_5 )
(I) (II)
Бутадиен-стирольный каучук, выпускается в широком ассортименте и большом объеме, что объясняется относительной доступностью исходных мономеров (бутадиена и стирола), высокой однородностью свойств и хорошим качеством получаемого полимера, а также освоенной технологией производства.
Мощности производства Б.-с. к. составляют около 50% всех мощностей по синтетическому каучуку, их ежегодное производство в капиталистических странах составляет 2–2,5 млн.т.
Основная масса БСК получается эмульсионной сополимеризацией бутадиена стирола.
В зависимости от условий полимеризации и состава применяемых компонентов выпускают бутадиен-стирольные каучуки, различающиеся по составу и свойствам.
Распределение звеньев бутадиена и стирола в макромолекуле полимера – нерегулярное, статистическое.
Каучуки выпускают с содержанием связанного стирола 10, 30 или 50.
Важным этапом в развитии промышленности синтетических каучуков явилась организация производства бутадиен-стирольных каучуков, получаемых полимеризацией в водных эмульсиях по радикальному механизму. Эмульсионные бутадиен-стирольные каучуки и в настоящее время являются наиболее распространенными и дешевыми, они выпускаются на пяти заводах: в Воронеже, Стерлитамаке, Тольятти, Омске и Красноярске [1].
Эмульсионную полимеризацию проводят при высокой (50С – «горячая» полимеризация) и при пониженной (5С – «холодная» полимеризация) температуре, получая при этом, соответственно, «горячие каучуки» и «холодные каучуки» [2].
Снижение температуры полимеризации приводит к уменьшению содержания в каучуке низкомолекулярных фракций, уменьшению степени разветвленности и увеличению регулярности структуры полимера, что, в целом, приводит к улучшению качества полимера.
Можно получить полимер заданной средней молекулярной массы, которую регулируют в процессе полимеризации введением регуляторов, осуществляющих передачу цепи. С увеличением содержания регуляторов молекулярная масса полимера понижается.
В качестве эмульгаторов, необходимых для получения устойчивых эмульсий мономеров, а также готовых продуктов полимеризации – латексов, применяют натриевые или калиевые мыла синтетических жирных кислот (парафинаты), диспропорционированной или гидрированной канифоли, а также соли сульфокислот или алкилсульфонатов [3].
Канифоль подвергают специальной обработке – диспропорционированию при 230–250 °С в присутствии катализатора – палладия [2].
При выделении каучука коагуляцией латекса растворами хлорида натрия и серной кислоты часть эмульгаторов в виде свободных жирных или смоляных кислот остается в каучуке. В латекс вводят противостарители, которые при коагуляции также переходят в каучук.
Эмульсионные бутадиен-стирольные каучуки обозначаются СКС, а бутадиен-метилстирольные-СКМС. Цифры в обозначении марки каучука отражают содержание стирола (в масс. ч.) в 100 масс. ч. полимера. Буква А указывает на низкотемпературную полимеризацию. Буква Р обозначает, что полимеризация проводилась в присутствии регуляторов полимеризации. Буквы П, К и С указывают на применявшиеся в процессе полимеризации эмульгаторы – соответственно парафинаты, соли диспропорционированной или гидрированной канифоли и алкилсульфонаты. Буква Н указывает на то, что полимер заправлен неокрашивающим противостарителем [4].