ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Бутилкаучук и полиизобутилен из "Технология синтетических каучуков" Это один из немногих промышленных каучуков, который получают методом низкотемпературной каталитической полимеризации по катионному механизму. [c.194] В качестве катализатора в процессе совместной полимеризации применяют трихлорид алюминия. Реакцию проводят при телшературе —100 С, при этом в качестве охлаждающего агента используют жидкий этилен, а в качестве инертного разбавителя — метилхлорид. [c.194] Для получения полимера достаточной молекулярной массы из смеси изобутилена с небольшим количеством изопрена требуется более низкая температура, чем при полимеризации одного изобутилена. Поэтому молярное содержание изопреновых звеньев в бутилкаучуке составляет всего 0,6—3,0%- Однако этого количества достаточно для его вулканизации. Более 99% звеньев изопрена присоединены в положении 1,4 и распределены статистически, доля присоединений в положении 1,2 н 3,4 составляет менее 1% (на изопрен). Исследователи предполагают, что молекулы полиизобутиленов и бутилкаучука не имеют разветвлений или поперечных связей, что подтверждается также полной растворимостью полимера. [c.194] Так как уже небольшое содержание диенов значительно снижает молекулярную массу сополимера, то бутилкаучук с повышенной непредельностью обладает меньшей молекулярной массой. [c.194] В ряде стран, в том числе и в СССР, в последние годы проводились исследования по подбору каталитических систем для синтеза бутилкаучука в углеводородном растворителе. Метод внедрен в промышленном масштабе, однако при освоении производства встретились трудности. [c.194] Впервые бутилкаучук был получен Томасом и Спарксом в 1937 г., а промышленное производство его было начато в США и Канаде в 1943 г. В СССР исследования по синтезу бутилкаучука проводились с 1946 г., а в 1956 г. было пущено первое промышленное производство. В настоящее время он вырабатывается на ряде заводов СК. [c.194] Применение разбавителей позволяет несколько снизить скорость процесса, обеспечить отвод теплоты реакции и получать полимер в виде крошки, суспензии или взвеси. [c.195] Процесс низкотемпературной катионной полимеризации очень чувствителен к наличию даже следов примесей в исходных мономерах и разбавителях, поэтому содержание примесей строго нормировано (табл. 13.1). [c.195] Несоблюдение этих норм приводит к замедлению реакции полимеризации, в результате чего понижается молекулярная масса и выход бутилкаучука. Поэтому исходные мономеры (изобутилен, изопрен) и метилхлорид должны быть подвергнуты тщательной осушке и очистке. Особенно высокие требования предъявляются к изобутнлену. Изобутилен может быть освобожден от примесей ректификацией или обработкой щелочью, осушен с помощью эффективных осушителей, таких как цеолиты и активный оксид алюминия. Возвратный изобутилеи, используемый при полимеризации, подвергается осушке и периодически выводится из системы для удаления накапливающихся в нем н-бутиленов и других примесей. [c.195] Изопрен, используемый для приготовления исходной шихты, должен иметь концентрацию не менее 98,57о- При этом допускается не более 1,0% примесей пиперилена и изоамилена. [c.196] Схема процесса изображена на рис. 13.1. [c.196] Технологическая схема перечисленных в заглавии операций приведена на рис. 13.2. [c.197] Поскольку сополимеризация изобутилена и изопрена осуществляется при низких температурах, то большое внимание уделяют подбору конструкции реактора (полимеризатора). [c.199] Используемые в настоящее время реакторы представляют собой вертикальные цилиндрические аппараты со съемной верхней крышкой, изготовленные из легированной стали. Снаружи реактор покрыт слоем изоляции толщиной 20 см. Внутри аппарата концентрически расположены две трубы. В нижней части центральной всасывающей трубы смонтирована мешалка. Центральная труба и реактор снабжены рубашками для охлаждения жидким этиленом. При другом конструктивном решении в реакторе помещена только одна центральная всасывающая труба с вмонтированной мешалкой, а по периферии расположено большое число трубок меньшего диаметра. В реакторе такой конструкции хладагент подается в межтрубное пространство. Для подачи катализаторного раствора и шихты в нижней части реактора устанавливаются подвижные сопла. Вверху реактора установлена переточная труба, через которую выводится взвесь полимера. Расположение выводной трубы обеспечивает полное заполнение реактора жидкостью. [c.199] В дегазаторе первой ступени 7 поддерживаются температура 70—75 С, давление 0,145 МПа и постоянный уровень при этом под действием температуры испаряется основная часть мономеров и метилхлорида, которые поступают в конденсаторы 20 и 21, а несконденсированная часть направляется на компримирование и дальнейшую переработку. В дегазатор подается антиагломератор — стеарат кальция — для предотвращения слипания крошки каучука. [c.199] Крошка каучука в воде из дегазатора 7 насосом 8 подается на вторую ступень — в вакуумный дегазатор 9, в котором отгоняют оставшуюся часть монохмеров и метилхлорида. Из дегазатора 9 крошка каучука в воде направляется на концентраторы, а затем в усреднители. Усреднители объемом 100— 150 м3 служат для усреднения крошки каучука с целью получения однородного полимера. Из усреднителя - насосом крошка каучука в воде направляется на выделение, сушку и упаковку. [c.199] По второму варианту выделение, сушка и упаковка бутилкаучука производится в червячно-отжимных прессах типа Нева-4 или Нева-8 по схемам, принятым для растворных каучуков. [c.200] Очистка возвратных продуктов производится в ректификационных колоннах 6, 8, 13, 16. Имеются два варианта организации процесса. По первому конденсат из емкости 4 насосом 5 подается на разделение на колонны 6 и 8, работающие последовательно. Из верха колонны 8 отгоняется метилхлорид-ректи-фикат, который конденсируется в дефлегматоре 10, часть конденсата возвращается на орошение колонны 8, метилхлорид-ректификат собирается в емкость 11, откуда насосом 12 откачивается в емкость 2 на приготовление катализаторного раствора. [c.200] Одним из недостатков получения бутилкаучука в среде метилхлорида является токсичность последнего, поэтому в последние годы в нашей стране проводились исследования в поисках новых каталитических систем и растворителей при синтезе бутилкаучука. [c.202] В НИИМСК была разработана новая каталитическая система для производства бутилкаучука, состоящая из комплексного катализатора на основе алюминийорганического соединения в качестве растворителя применяется изопентан. Аппаратурное оформление процесса производства бутилкаучука в растворе изопентана аналогично получению бутилкаучука в среде метилхлорида (за исключением полимеризатора). Однако имеются различия в режиме полимеризации реакцию полимеризации проводят при более высоких температурах (от —78 до —85°С), что облегчает регулирование процесса полимеризации. [c.202] Вернуться к основной статье