橡胶生产与研发技术进展

橡胶生产与研发技术进展
摘要:通过分析常规类型的橡胶生产技术,为满足当前的生产需求,需要重视对工业生产技术的全面改进。作为功能性橡胶产品,橡胶的用量虽然不大,但具有广泛的用途,需要在研发的过程中,将重点放置于高端产品生产阶段,并在产品的应用过程中,及时提供指导、服务等方面的支持。本文需要分析橡胶生产技术以及研发技术的实际进展,探讨有效的工艺改进方法,旨在为橡胶加工、应用、市场推广、服务等多个环节提供指南。
关键词:橡胶;生产技术;研发技术;技术进展
引言:在制作并生产橡胶产品时,属于无规共聚物中的一种,由丁二烯与丙烯腈等材料组成,并且需要添加一定量的乳液聚合物。在橡胶这一聚合物的分子结构中,含有极性基团腈基和不饱和双键,在较宽的温度范围内,能够突出橡胶的耐油性、耐磨性、耐溶剂性和耐热性。所以,该类产品的应用具有广泛性。当前,应重视对橡胶生产、研发等多项技术进展的研究,通过总结有效经验,使材料的应用领域不断拓展。
一、橡胶生产与研发技术相关进展
(一)完善聚合配方
在运用橡胶的过程中,为促使其产能随之增加,使产品的性能有所提高,需要在增加单体转化率的同时,保障所建立的聚合反应体系具备较高的稳定性。如图1某公司橡胶生产流程示意图,在生产橡胶的过程中,对于所设置的聚合配方,应及时加以改进。
图1 某公司橡胶生产流程示意图
1.改良引发体系
在橡胶高温聚合的过程中,通常会采用硫酸盐,将其作为引发剂。在低温聚合这一阶段,会运用有机过氧化物,将其作为氧化剂,建立完善的氧化还原体系。以某公司常规氧化还原体系建设为例,在其中添加了一定量的氯化亚铁和络合物,此时的长链支化度有所降低,能够有效减少凝胶的形成。所以,产品此时的流动性相对较好,为加工作业的开展提供了相应的便利。
在添加Ⅷ族金属水溶性盐物质的过程中,结合常见的引发剂使用情况,无论引发剂是否存在,均能够有效提高聚合反应的实际速率。在筛选引发剂的过程中,使用过氧异丙基环己基苯聚合的时间,为10h~12h,此时的转化率相对较高,可达到70%左右。在凝聚的过程中,对于1%的氯化钙溶液,此时的用量有所降低,降至35千克/吨,能够达到减轻环境污染的效果,且产品具有优良的性能。
2.优化乳化体系
在筛选并使用优良的乳化剂时,使橡胶聚合物的质量有所提高,且乳胶的运用具有较高的稳定性。目前,结合常见的乳化剂类型,有以下几种。即:烷基芳基磺酸碱金属盐类、脂肪酸碱金属盐类、松香酸皂及其混合皂等,且实际的应用频率相对较高。
以我国某石油天然气公司为例,在研发新型橡胶制造方法时,将高转化率作为主要目标。采用氧化还原研发体系,在初始阶段,所加入的乳化剂类型为C8~16烷基苯磺酸盐或烷基硫酸盐,在补加乳化剂的过程中,通常以C12~20脂肪酸盐为主。在加入分子量调节剂时,需要分两次或两次以上逐步加入,此时的橡胶聚合转化率随之提高,可以高达90%以上。
通过分析聚合物结构中的凝胶含量,一般处于1%以下。在计算门尼粘度时,通常为40~100,所获得的产品具有良好的混炼胶流动性。同时,还具有如下几个方面的特点。即:弹性好、压缩永久变形低、耐磨性好、定伸高等等。在乳液聚合的过程中,通过采用非离子乳化剂,且结构特定在温度的提升过程中,提高到浊点以上即可,此时能够促使乳液破乳凝聚,可以避免添加无机盐凝聚剂。此时,在制造橡胶时,内部的金属含量有所减少,可以将其作为电子材料来使用[1]
3.添加活化剂
对于相关聚合配方的制作,其中涉及到对过硫酸钾、二丁基萘磺酸盐、歧化松香皂等物质。在运用乳化剂溶液时,需要在其中加入三乙醇胺活化剂。对于三乙醇胺活化剂的质量
分数,按照单体来计算,通常0.005%~0.15%,能够获得较高的转换率,通常高达80%~82%。随着反应器生产能力的提高,前期阶段为12.6~16.5kg/(m3·h),后续达到32.3kg/(m3·h)左右。
在实际的操作过程中,并不需要对乳化剂的浓度提高,不必进行丁二烯回收、精制等操作,均可以达到循环利用的目的。产生该类现象的原因,主要是由于在使用三乙醇胺活化剂的过程中,在接触氧物质时并不存在明显的敏感性。在筛选活化剂时,使用0.2%的新型活性化合物2-芳基二氢茚二酮,该类活化剂的运用效果,将其与三乙酸丙酮对比,可以看出前者能够达到提高生产能力的效果,且生产的过程中的毒性随之降低。
(二)专业化、特性化产品的研发
以某橡胶有限公司为例,在发明新型橡胶生产工艺时,通常供轮胎生产作业来使用。在使用反应单体丁二烯丙烯腈等材料时,将其与助剂混合,待产生乳化反应之后,再加入聚合引发剂。当处于低温条件下,在实施聚合操作时,将实际所得到的物质,与增强助剂混联之后,采用硫化、喷雾、干燥等操作流程,所得到的特种橡胶产品具有良好的稳定性与耐磨性,同时具有耐高温、耐低温、抗老化、缓冲性等多重特质,在汽车轮胎的生
产过程中,具有广泛的应用效果,且综合性能比较优良,与工业化生产作业具有较强的适应性。
以某高新材料股份有限公司为例,随着高晶含量液体橡胶材料制备方法的研发,通常会采用具有特制功能的复合乳液。在聚合釜中加入如下物质,使聚合釜的温度随之下降。例如,水、丙烯腈、纤维素、丁二烯、乳化剂、功能复合乳液等等,此时聚合釜的温度下降至15摄氏度~25摄氏度。在加入一定量的引发剂时,还需要同步添加分子量调节剂,聚合反应的时间保持在10小时~16小时之间之后,再加入一定量的终止剂。在乳胶脱气操作完成之后,再运用干燥、凝聚等多项操作,最终得到所需要的产品。在上述制作方法的作用下,对于所制备的高晶含量液体橡胶,其中的丙烯腈质量百分含量为28%~35%[2]
(三)加氢技术的研发
对于氢化橡胶产品的开发和使用,能够逐渐替代氟橡胶,在高温环境条件下,使氢化橡胶的运用逐渐广泛。在发明氢化橡胶制作方法时,需要运用多功能的催化剂,并采用产氢加氢合成的方式得到氢化橡胶。对于多功能催化剂的使用,需要有以下几种物质制成。即:氧化石墨烯、苯二胺、铂族金属等等。其中,在筛选铂族金属时,需要
从Ru、Rh、Pd中选出一种。
在该项发明当中,对于所提供的多功能催化剂,在原位产生氢气的同时,需要对不饱和橡胶实施催化加氢处理。该项工艺操作简单、有效,在操作时能够保障人员的安全性,同时具有绿化、环保化、经济性的基本特点。在原位催化加氢过程中,所制备的产品具有较高的加氢度,同时能够加快对催化剂的回收和再利用。所以,在无外加氢气条件下,对于上述新方法的运用,能够实现对氢化弹性体橡胶的有效制备。
氢化松香
在发明特种氢化橡胶的过程中,通常能够达到压缩性、耐寒性的基本要求,对于其中的制备方法,需要在橡胶的主链上,使其含有环氧基团。其中,对于部分环氧基团,还需要与酯基侧基连接。对于酯基侧基而言,主要是由C6-C24酸酐与所属环氧基团开环产生反应而生成。
通过分析实际的制备方法,需要在橡胶分子的主链中,通过引入环氧基团,在加入催化剂时,环氧基团会受到催化剂的作用,直接与酸酐产生反应。在引入酯基时,所得到的特种氢化橡胶中含有环氧基团和酯基。在该类发明当中,通过分析特种氢化橡胶的压缩耐寒系数,可达到0.4,且该类特种橡胶具有压缩性、耐寒性等优异功能。在橡胶产品当
中,通过引入环氧基团和酯基,使产品的耐缩性、耐寒性得到提高,同时还具有优异的耐油性能。
二、促进橡胶生产与研发技术发展的相关建议
(一)开发高性能特种橡胶产品
在生产橡胶产品的过程中,随着高性能化的大幅度提升,有利于保证产品的稳定性,使其强度随之加大。在特种产品领域,多数橡胶生产商能够将技术开发和装置扩能,全部集中于特种产品的生产领域当中。在国内橡胶产能的释放过程中,各行各业对于高性能化橡胶产品,呈现出了更为迫切的需求。所以,高性能化和功能化,已经成为橡胶产品的主要研发趋势。在开发高性能功能化的特种橡胶产品时,有利于提高橡胶产业的市场竞争能力[1]
(二)加强市场全面分析,防止低端产品过剩
近年来,对于橡胶的产能具有较快的增长速度,且总体产量大幅度提高,且高技术含量的特种产品比较稀缺,当前的产品结构缺乏一定的合理性。在生产橡胶的过程中,
可以对现有的聚合生产技术加以完善,在及时引进新技术时,通过快速消化并吸收,在现有装置产品的生产过程中,使其朝着中高端档次发展方向转型,谨防低端产品市场过剩情况的出现。通过加强对市场的全面分析,在做好前瞻性研究工作时,对于所新建的装置和生产技术,需要将高端应用市场作为主要发展方向,保障当前生产规模安排的合理性,确保所生产的橡胶产品具有高性能和低成本的特点。

本文发布于:2024-09-22 08:27:02,感谢您对本站的认可!

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