分析提高乳聚丁苯橡胶转化率的影响因素

分析提高乳聚丁苯橡胶转化率的影响因素

夏朋飞王岩索梦雪

抚顺石化公司烯烃厂辽宁抚顺113004

摘要：目前，在轮胎的生产过程中用量最大的橡胶为高乳聚丁苯橡胶，人们为提高其生产中的聚合转化率，常通过加强原料的质量以及加入催化剂等方式来实现。随着丁苯橡胶用量的不断加大，如何提高橡胶生产效率的问题得到人们的广泛关注。要真正的提高乳聚丁苯橡胶的转化率，就需要从根本的影响因素入手，找到具体影响乳聚丁苯橡胶转化率的原因，并根据得到的原因来研究出解决措施，才能真正的解决产品的转化率问题。本文详细的分析了影响乳聚丁苯橡胶转化率的因素，希望为广大的从业人员可以从本文中得到启发来更好的服务与丁苯橡胶的生产。

关键词：乳聚丁苯橡胶；转化率；影响因素

一、概述

乳聚丁苯橡胶工艺是以丁二烯、苯乙烯为主要原料，过氧化氢二异丙苯为引发剂，甲醛次硫酸氢钠和乙二胺四乙酸铁钠盐为活化剂，歧化松香酸钾和脂肪酸钠混合皂液为乳化剂，水为分散介质，用共聚方法生产丁苯胶乳。然后经过单体回收、胶乳掺混、无盐凝聚和后处理后生产块状丁苯橡胶。

随着我国经济的不断发展，人们的生活水平得到很大提高，汽车行业作为最主要的代步工具之一，取得了很大的发展成果。最重要的是轮胎作为汽车的重要组成部分，汽车的发展给橡胶轮胎行业带来了很大的商机。为满足人们的需求，人们在生产乳聚丁苯橡胶的过程中不断分析生产工艺流程并不断优化工艺和设备。通过对工艺流程的优化以及对关键设备的技术改进，开发完成具有完全知识产权的合成丁苯橡胶生产技术，解决原工艺中存在的一系列问题，装置的物耗、能耗达到国内先进水平，具有设备国产化程度高、投资省、污染物排放对环境影响小等特点。

二、提高乳聚丁苯橡胶转化率的影响因素

（一）聚合时间对乳聚丁苯橡胶转化率的影响

聚合转化率是指在聚合过程中加入聚合釜的丁二烯转化为聚丁二烯的百分数（m/m）。在一定时间内，聚合转化率随聚合时间增加而升高，达到一定转化率后，聚合反应将自行停止，继续延长聚合时间，聚合转化率不会明显增加。聚合转化率随聚合时间的延长而增加。聚合初期转化率增加较快，增加速度随聚合时间延长逐渐变缓，当聚合转化率达到85%左右时，增加速度趋近于零，聚合反应将自行停止。

（二）原料中杂质对乳聚丁苯橡胶转化率的影响

在乳聚丁苯橡胶的生产过程中原料的质量对转化率的影响较大。原料中的杂质多源于聚合的原料、催化剂以及回收的溶剂中，在他们的相互作用下杂质在工艺中不断积累，影响原料的正常品质。以现在的聚合工艺的条件，原料中若含有的杂质较多，杂质与聚合过程中的催化剂发生碰撞就会剥夺正常原料与催化剂接触的机会，这样会减少催化剂正常的作用，使得催化剂的活性降低，影响丁苯橡胶的正常合。并且聚合原料中杂质的含量越多，乳聚丁苯橡胶的转化率越低。当原料中的杂质含量达到一定的程度，乳聚丁苯橡胶的聚合反应将不能正常进行。

（三）电解质用量对乳聚丁苯橡胶转化率的影响

在实验研究中发现在进行乳聚丁苯橡胶的生产工艺中，电解质的用量对乳聚丁苯橡胶的胶乳黏度存在一定影响，电解质的用量在不同的区间中对聚合的速率也存在一定影响。当电解质用量过多达120%时会使聚合的反应时间增长，在70%时会使反应时间减少，因此，电解质的用量对转化率有着很重要的影响。另外，电解质用量过多会降低乳聚丁苯橡胶的胶乳黏度，不仅如此，乳聚丁苯橡胶的胶乳黏度降低会影响体系中原料的传热性，从而降低了工艺中乳聚丁苯橡胶的转化率。

（四）乳化剂对聚合速率的影响

乳化剂对乳聚丁苯橡胶的聚合速率存在很重要的影响。在引发剂用量为120%、丁二烯/苯乙烯纯度为93·05%/93·16%的条件下，乳化剂用量分别为100%，110%，120%时，转化率达到70%所用反应时间分别为10·0，9·0，8·5h，影响非常显著，表明可以通过增加乳化剂用量达到提高聚合速率以缩短反应时间的目的。在研究中发现，适量的添加乳化剂可以有效的提高聚合速率。在初始的乳化剂用量中补加10%的乳化剂可以提高转化率为70%的乳聚丁苯橡胶胶乳的机械稳定性，添加的时间最宜为反应两小时后进行。以不改变原料的品种与规格的前提下，对乳聚丁苯橡胶聚合工艺的配方和流程根据实际操作情况进行调整，可以有效的提高乳聚丁苯橡胶聚合的转化率（在12h内大约提高8%），并且保证生产出的产品质量和产品的各项指标都能达到国家的生产标准。

（五）催化剂陈化方式对乳聚丁苯橡胶转化率的影响

在催化剂的成分组成中，水是不可缺少的溶剂，但水对催化剂的活性有聚合作用也有破坏作用。在聚合工艺中加入水的不同方式对聚合工艺有着不同的影响。比如，水加入硼中会使聚合反应的活性增强，加入其他的成分中是会降低聚合反应的活性。因此，在添加催化剂中要适量的添加水，避免过多破坏催化剂的活性。

催化剂的陈化方式对催化剂作用于聚合原料时的活性存在很大影响，催化剂的活性对乳聚丁苯橡胶的转化率有很大的影响。为此，人们在生产乳聚丁苯橡胶时为保持生产工艺的稳定性，一般会在工艺中以“铝镍陈化，稀硼单加”的催化体系作为主要的催化剂，这种方法的优点不仅可以提高工艺中聚合的活性，还可以减少聚合釜的挂胶现象。

三、总结

综上所述，丁苯橡胶作为汽车轮胎重要的成分，而生产工艺中最常用的工艺为乳聚丁苯橡胶，因此人们为提高该产品的生产效率，对其工艺的转化率的影响因素格外重视。为满足人们的需求，人们在生产乳聚丁苯橡胶的过程中不断分析生产工艺流程并不断优化工艺和设备。人们发现虽然影响乳聚丁苯橡胶转化率的因素有很多，但深入的了解和分析各种影响因素可以有效的寻找提高乳聚丁苯橡胶的生产效率的工艺措施。在上述的影响因素中都存在其各自的弊端，只要把握好尺度就能够提高乳聚丁苯橡胶转化率，提高产品的生产效率。

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