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第1章综述 (3)1.1 引言 (3)1.2 顺丁橡胶产品概述 (3)1.3 顺丁橡胶生产工序方法 (3)1.3.1 合成工序 (3)1.3.2 合成方法 (3)1.4 国内顺丁橡胶生产技术差距 (4)1.5顺丁橡胶发展方向 (4)1.6 本章设计能容目标、 (5)第2章原料、产品的物理化学性质及技术指标 (5)2.1原料的物理化学性质及技术指标 (5)2.2 顺丁橡胶的物理化学性质及技术指标 (6)第3章危险性物料主要物性表 (8)第4章生产流程简述 (8)4.1 生产流程简述 (8)4.1.1 聚合工段 (8)4.1.2 后处理工段 (9)4.2 操作控制指标 (10)4.2.1 聚合工段操作控制指标 (10)4.2.2 后处理工段操作控制指标 (11)4.3 安全防护措施 (12)4.3.1 聚合工段 (12)4.3.2 后处理工段 (13)第5章工艺计算与主要设备选型 (13)5.1 物料衡算 (13)5.1.1 计算采用的基础数据 (13)5.1.2 计算基准 (14)5.1.3 聚合釜物料衡算 (15)5.1.4 终止釜的物料衡算 (15)5.1.5 凝聚釜物料衡算 (16)5.1.6 振动筛及热水罐物料衡算 (20)5.1.7 干燥脱水物料衡算 (21)5.1.8 包装物料衡算 (22)5.1.9 油水分离器物料衡算 (24)5.1.10 溶剂回收部分物料衡算 (25)5.2 热量衡算 (28)5.2.1 基础数据 (28)5.2.2 各聚合釜反应转化率确定 (30)5.2.3 各釜物料组成及物性据数 (30)5.2.4 各釜对流传热系数 和传热系数K的计算 (31)5.2.5 聚合釜搅拌功率的计算 (32)5.2.6 热量衡算 (32)5.3 设备计算及选型 (34)5.3.1 聚合釜计算 (34)5.3.2 终止釜的设计 (36)5.3.3 凝聚釜的确定 (36)5.3.4 油水分离器 (37)5.3.5 热水罐 (37)5.3.6 胶液罐 (37)5.3.7 引发剂配制系统设备确定 (37)5.3.8 换热器的选择 (37)5.3.9 泵的选择（以溶剂油泵的选择为例） (37)十一设计说明书的附图和附录 (39)十二设计参考资料......................................................................................... 错误！未定义书签。
顺丁橡胶研究报告顺丁橡胶，是一种常见的合成橡胶，常用于制造轮胎、密封件、橡胶管和防震垫等。
本文主要介绍了顺丁橡胶的物理化学性质、制备方法和应用领域。
一、物理化学性质1.外观：白色或微黄色粉末状，有时为颗粒状。
2.分子式：(C5H8)n3.密度：0.92~0.95g/cm³4.硬度：60~98 Shore A5.拉伸强度：6~22MPa6.断裂伸长率：200~1000%7.耐热性：耐热性一般，最高使用温度为120℃。
8.耐寒性：顺丁橡胶在低温下仍有较好的柔韧性和弹性，常温下的弯曲半径小于10mm。
9.电绝缘性：顺丁橡胶具有一定的绝缘性能，能承受1500V的电压。
二、制备方法1.烯丙基聚合法将丁二烯和苯乙烯以一定比例混合，添加催化剂，在高温下进行自由基聚合反应，生成顺丁橡胶。
其中，苯乙烯的加入可以提高橡胶的强度和耐磨性，但会降低橡胶的柔韧性。
2.聚合物乳液法将顺丁橡胶分散在水中形成乳液，再用氯化铵等盐酸和碱来调节pH值，达到聚合物对水溶性的最佳值，使乳液中的聚合物完全凝聚，然后用离心机分离水和乳液得到纯净的顺丁橡胶。
三、应用领域1.轮胎：顺丁橡胶是制造轮胎的主要原材料之一，它具有优异的耐磨性、强度和低滚动阻力，可提高轮胎的性能和寿命。
2.密封件：顺丁橡胶可以用于制造汽车、航空、船舶等密封件，如O型圈、油封、传动带等，具有较好的密封性和耐油性。
3.橡胶管：顺丁橡胶制成的橡胶管耐酸碱、耐高温、耐油腐蚀，广泛用于管道输送和化工、石油、医药等领域。
4.防震垫：顺丁橡胶具有良好的缓冲性能，可用于制造机械、电子设备、建筑等防震垫，减少震动和噪音。
综上所述，顺丁橡胶具有较好的物理化学性质，制备方法简单，应用广泛，是一种重要的工业原材料。
顺丁橡胶标准
顺丁橡胶，也称为SBR（Styrene Butadiene Rubber），是一种合成橡胶，其主要由苯乙烯和丁二烯两种单体聚合而成。
顺丁橡胶具有良好的物理性能和耐磨性，广泛用于轮胎、橡胶制品、鞋底等应用。
顺丁橡胶的标准通常由国际、地区性或行业性的标准组织制定，以确保其质量、性能和生产过程符合一定的要求。
以下是一些可能与顺丁橡胶相关的标准组织：
1.国际橡胶标准组织（ISO）：
•ISO 1629:2013 - 橡胶和胶乳- 术语
•ISO 1401:2016 - 橡胶和塑料橡胶复合制品- 定义其尺寸、尺寸变化和物理性能的标准
2.美国橡胶制造商协会（ARMA）：
•ARMA M-24 - 橡胶用橡胶标准规范
•ARMA M-31 - 橡胶配方和试验方法标准规范
3.欧洲标准化委员会（CEN）：
•EN 13726-2:2012 - 橡胶和塑料挤出密封条- 第2部分：规范要求
请注意，这里列举的是一些可能与顺丁橡胶相关的标准，但具体适用的标准可能会因地区、用途和行业而有所不同。
在实际应用中，建议参考您所在地区或行业的相关标准，并确保符合适用的法规和质量要求。
顺丁橡胶的结构组成
1.引言
橡胶是一种高分子材料，包括许多种类，其中顺丁橡胶是其中重
要的一种。
顺丁橡胶的结构组成直接决定了其性质特点，本文将从顺
丁橡胶的结构组成入手，分析其物化性质特点。
2.顺丁橡胶的分子结构
顺丁橡胶是由粘度较高的液态单体丁二烯组成，通过聚合反应形
成的高分子，它由丁苯橡胶或丁腈橡胶以及一定量的增塑剂、热稳定剂、活性剂等加工而成。
3.顺丁橡胶的物化性质
顺丁橡胶是一种高弹性、高韧性、耐磨损、耐寒性强、尺寸稳定
性好的弹性体，具有耐酸、耐碱、耐油、耐溶剂的优良性能。
因此，
顺丁橡胶广泛应用于制造轮胎、输送带、密封垫、手套等橡胶制品。
4.顺丁橡胶的应用
由于顺丁橡胶具有良好的弹性和耐磨性，因而广泛应用于制造各
种橡胶制品。
例如制造轮胎时，橡胶配方通常包括顺丁橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶等，以达到强度、耐热、耐磨、耐老化等多方面的要求。
在汽车工业中，顺丁橡胶不仅用于轮胎制造，还广泛用于制造密
封件、减震器和振动隔离器等重要部件。
5.总结
顺丁橡胶的结构组成决定了它的物化性质特点，这决定了顺丁橡胶在工业领域的应用前景广阔。
尽管顺丁橡胶的种类有很多，但其经济性、性能稳定性以及广泛的应用领域使其成为最常用的橡胶之一。
顺丁橡胶的主要成分
1. 什么是顺丁橡胶
顺丁橡胶是一种合成橡胶，也称为丁基橡胶，是由1,3-丁二烯单体聚合而成的高分子化合物。
顺丁橡胶是世界上应用最广泛的合成橡胶之一，具有良好的物理和化学性质。
2. 顺丁橡胶的主要成分
顺丁橡胶的主要成分是1,3-丁二烯单体，它是一种化学物质，由四个碳原子和两个双键组成。
顺丁橡胶是通过将1,3-丁二烯单体加入聚合反应器中，并使用催化剂加速化学反应，生成高分子合成橡胶。
3. 顺丁橡胶的物理和化学性质
顺丁橡胶是一种弹性材料，具有以下特性：
- 良好的弹性和拉伸性，可以延伸到300%以上
- 高耐热性，能够在高温下保持弹性
- 耐化学腐蚀性能，能够在化学物质的作用下保持弹性
- 良好的耐磨性和耐撕裂性能，可以在重载下长时间使用
另外，由于顺丁橡胶具有杰出的物理和化学性质，可以制备出许多耐用的橡胶制品。
4. 顺丁橡胶的应用领域
由于顺丁橡胶具有良好的物理和化学性质，因此被广泛应用于以下领域：
- 轮胎和汽车零部件
- 工业密封件和管道
- 防水衣物和防震材料
- 医疗器械、手套和鞋底等
- 家具与体育器材
此外，顺丁橡胶还可以用于制备其他化工品，例如沥青改性剂、建筑防水材料和胶水等。
5. 总结
顺丁橡胶是一种高分子合成橡胶，主要由1,3-丁二烯单体聚合而成。
它具有良好的物理和化学性质，因此被广泛应用于轮胎、汽车零部件、工业密封件、医疗器械等领域。
随着科技的不断发展和需求的不断增加，顺丁橡胶的应用领域也将不断扩大和拓展。
顺丁橡胶性能检测及优势顺丁橡胶的性能优势顺丁橡胶检测中心顺丁橡胶（BR）是以丁二烯为单体的聚合物，是丁二烯单体在催化剂作用下通过溶液聚合制得的高分子弹性体，顺丁橡胶可分为高顺式（含量为96%-98%）、中顺式（含量为85%-95%）和低顺式（含量为32%-40%）等3种。
其中最多的是高顺式顺丁橡胶。
由于它的分子链结构规整、无侧基，非极性，属于结晶性橡胶。
但顺丁橡胶的结晶能力不如天然橡胶好，帮其自补强能力较小。
顺丁橡胶中随着顺式含量增加，其结晶速度将增加，所以高顺式顺丁橡胶的拉伸强度比低顺式顺丁橡胶高。
与天然橡胶，丁苯橡胶相比，顺丁橡胶的的性能特别如下：顺丁橡胶具有良好的弹性，由于顺丁橡胶分子链非常柔顺，分子链上又无大的侧基，分子间作用力小，帮使其T特别低（-150摄氏度），所以顺丁橡胶的耐低温性在通用橡胶中是最好的。
顺丁橡胶的耐磨性优于天然橡胶和丁苯橡胶，但顺丁橡胶的结晶性不如天然橡胶，拉伸结晶速度也比天然橡胶是，自补强能力较差，必须用炭黑进行补强。
顺丁橡胶的耐老化性优于天然橡，这是由于顺丁橡胶中的双键活性比天然橡胶低的缘故。
顺丁橡胶生胶冷流性大，不利于包装和贮存，硫化胶抗温滑性差，耐撕裂性关。
顺丁橡胶的吸水性比天然橡胶和丁苯橡胶都低，这是与其橡胶中非常橡胶烃成分较少有关顺丁橡胶的加工性能较差，粘着性也不够好，加工时对温度比较敏感，胶在密炼中容易打滑，存在的缺点可通过与不同胶种的并用和添加助剂加以克服。
顺丁橡胶适于制造汽车轮胎，耐寒橡胶制品，缓冲材料，胶鞋，胶带，胶管。
顺丁橡胶的产量在合成橡胶中居第二位，仅次于丁苯橡胶。
顺丁橡胶中溶聚聚丁二烯橡胶品种最多，性能较好。
和乳聚聚二烯橡胶相比，溶聚聚二烯橡胶的分子量分布比乳聚的窄，支化少，凝胶少。
因而对它的高弹性，滞后损失，生热，耐低温，耐磨性，耐屈挠和加工工艺性等都有重要的影响。
尽管顺丁橡胶的有些性能比天然橡胶还要突出，但顺丁橡胶仍很少单独使用，通常是与其他橡胶并用。
【2】锦州石化合作项目“稀土顺丁橡胶开发及工业化”通过鉴定7月5日，由锦州石化公司与中科院长春应用化学研究所合作开发的“稀土顺丁橡胶开发及工业化”项目，通过了由辽宁省科技厅组织的鉴定委员会的鉴定。
“稀土顺丁橡胶开发及工业化”项目是国家“863”计划和中国石油股份公司重点支持项目。
稀土顺丁橡胶是以稀土钕为主催化剂、丁二烯为单体、己烷为溶剂，采用绝热聚合方法得到无规的高顺式聚丁二烯。
科研人员在研发中突破了一系列关键技术，攻克了生产中胶液黏度高、输送困难、产品质量不稳定及难以加工等技术难题，开发了高效、稳定、均相的稀土催化剂制备技术；采用连续进料、连续陈化和绝热聚合的生产工艺，在顺丁橡胶分子量及分子量分布控制方面取得突破性进展，掌握了合成不同分子量分布和门尼粘度的技术。
【3】我国第一套年产2万吨的稀土顺丁橡胶生产装置建成投产日前，由锦州石化与中科院长春应用化学研究所合作开发的稀土顺丁橡胶开发及工业化项目通过专家测试，其工艺技术达到国际先进水平，并完善了生产设备和自动化检测控制系统，建成了我国第一套2万吨/年稀土顺丁橡胶生产装置，实现了批量生产。
稀土顺丁橡胶是以稀土钕为主催化剂、丁二烯为单体、己烷为溶剂，采用绝热聚合方法生产的无规高顺式聚丁二烯。
科研人员突破了稀土催化剂非均相性质和顺丁橡胶分子量分布难以调控的关键技术，攻克了胶液黏度大、输送困难、产品质量不稳定及难以加工等技术难题，开发出高效、稳定、均相稀土催化剂制备技术。
同时采用连续进料、连续陈化和绝热聚合生产工艺，在顺丁橡胶分子量和分子量分布控制方面取得突破性进展，掌握了合成不同分子量分布和门尼黏度的技术。
万吨级工业化试验结果表明，催化活性超过国际稀土催化体系的最高活性，生产成本接近于镍系顺丁橡胶生产水平。
【4】顺丁橡胶胶液凝聚新技术节能显著大庆石化公司自主研发的胶液凝聚节能新技术通过验收。
据介绍，这项新技术解决了大庆石化顺丁橡胶装置物耗、能耗高和环境污染问题，年节约生产成本约1400万元，后处理尾气排放减少50%。
顺丁橡胶理化性质与质量指标
1.1 顺丁橡胶的基本概念
顺式-1,4-聚丁二烯橡胶简称顺丁橡胶、顺丁胶，又称顺式聚丁二烯橡胶、聚丁二烯橡胶；
英文名：polybutadiene rubber、Poly(butadiene)；
简称：BR；
分子式：(C4H6)n；
分子量：54.0904；
CAS号：9003-17-2；
结构式：
图1.1 顺丁橡胶分子结构式
顺丁橡胶是顺式1，4-聚丁二烯橡胶的简称，其分子式为(C4H6)n，属混合物，国际通用代号为BR，根据顺丁橡胶顺式结构的含量主要分为高顺丁橡胶(顺式结构占97～99%)、中顺丁橡胶(顺式结构占90～95%)和低顺丁橡胶(顺式结构占32～40%)三种。
1956年美国首先合成高顺式丁二烯橡胶，我国于1967年实现顺丁橡胶的工业化生产。
顺丁橡胶是目前仅次于丁苯橡胶的世界第二大通用合成橡胶。
顺丁橡胶由丁二烯聚合而成的结构规整的合成橡胶，有95%以上为顺式构型。
它具有弹性好、耐磨性强和耐低温性能好、生热低、滞后损失小、耐屈挠性、抗龟裂性及动态性能好等优点，但也有拉伸强度较低、撕裂强度差、抗湿滑性不好、加工性能差、生胶的冷流倾向大的缺点。
这些缺点可以通过和其他橡胶并用等办法来弥补。
它
能与天然橡胶、氯丁橡胶、丁睛橡胶等并用，在轮胎、抗冲击改性剂、胶带、胶管以及胶鞋等橡胶制品的生产中具有广泛的应用。
1.2 顺丁橡胶的性能
顺丁橡胶是1,3-丁二烯采用定向溶液聚合方法得到的高顺式1,4结构含量的聚丁二烯，称为聚丁二烯橡胶，是有规立构橡胶，简称BR，高分子量的顺丁橡胶分子量为(80～120)×104；中高分子量的顺丁橡胶分子量为(25～40)×104。
分子量分布较窄。
玻璃化温度Tg＝-110℃。
顺丁橡胶具有弹性高、低温性能好、耐磨性优异、耐曲挠性良好等特点。
顺丁橡胶的缺点是拉伸强度、撕裂强度较低，抗湿滑性差，冷流性大，加工性能稍差。
溶解度参数δ＝8.3～8.6。
溶于环己烷、正庚烷、正己烷、苯、甲苯等。
顺丁橡胶是结晶性橡胶，但结晶能力不强，所以自补强能力较小。
另外，顺丁橡胶的结晶对应变得敏感性低，这也是使顺丁橡胶的自补强性比天然橡胶的低得多的原因之一。
由于顺丁橡胶的分子结构主要是顺式1,4-结构，分子排列规整，所以其弹性比天然橡胶还好。
顺丁橡胶的玻璃化温度Tg＝-110℃，故它的低温物理性能很好，耐寒温度低于-55℃。
弹性是通用橡胶中最好的一种。
耐热性与天然橡胶相同，都为120℃，但耐热老化性能却优于天然橡胶。
拉伸强度比天然橡胶、丁苯橡胶都低，因此必须加入炭黑等补强剂。
撕裂强度也比天然橡胶低，抗湿滑性能不好，用于轮胎胎面、鞋底时，在湿路上易打滑。
顺丁橡胶的耐磨性优异，滞后损失小，生热低，这对制品在多次变形下的生热和永久变形的降低都十分有利。
顺丁橡胶在混炼前不需要塑炼。
混炼胶的压出性能良好，适于注压成型，但粘着性差。
顺丁橡胶对加工温度的变化较敏感，当开炼机辊温在60℃以上时，胶料易脱辊，给加工带来一定的困难。
一般需要与天然橡胶或丁苯橡胶并用，以改善工艺加工性能。
顺丁橡胶的冷流性较大，这对生胶的包装、贮存和半成品的存放都提出了较高的要求。
与天然橡胶和丁苯橡胶相比，硫化后其耐寒性（玻化温度为-110℃）、耐磨
性和弹性特别优异，动负荷下发热少，耐老化性尚好，易与天然橡胶、氯丁橡胶或丁腈橡胶并用。
1.3 顺丁橡胶的类别
顺丁橡胶是利用1,3-丁二烯单体在镍、钴、钛、锂、稀土等不同催化剂下，进行溶液聚合而成的橡胶总称，根据所利用催化体系的不同，可分为镍胶、钴胶、钛胶、锂胶、稀土胶。
按其微观结构及其含量分类有：高顺式、中顺式、低顺式、中乙烯基、高乙烯基等各种聚丁二烯橡胶。
高、中顺式顺丁橡胶主要用来生产轮胎。
用锂系制得的聚丁二烯其顺式1,4含量只有35～40%，故称低顺式顺丁橡胶，由钛系制得的顺式1,4含量在90%左右，称中顺式顺丁橡胶；而由钴和镍催化体系所制得的顺丁橡胶，顺式1,4含量达96～98%，故称高顺式顺丁橡胶。
镍胶、钴胶产品性能较好，产量也较大；钛胶已逐渐被淘汰而改生产性能较好之稀土胶。
锂系催化剂生产的低顺式丁二烯橡胶的优点是：催化剂是单一组成丁基铝，聚合反应容易控制，催化剂活性高、用量少，聚合后不必从产品中除去催化剂的残渣，工艺简单，适用于单釜聚合，从而能提高生产效率，降低成本。
低顺式顺丁橡胶的缺点是分子量分布窄，物理机械性能较差，加工较困难，冷流倾向大，故一般只和聚苯乙烯树脂等混炼作改性树脂使用。
用钛、钴和镍催化体系制得的顺丁橡胶，它们的物理机械性能很类似，所不同的是钛系顺丁胶的分子量分布较窄，冷流倾向大，加工性能也不如钴系和镍系催化剂所制得的好。
用钴系和镍系催化剂的优点是：催化剂活性高，产品中顺式1,4结构含量高，质量均匀，因此橡胶的综合物理机械性能较好，分子量大，较易调节，分子量分布较宽，加工性能较好，冷流倾向也较小。
至于镍系和钴系比较，镍系的优点主要表现在可以提高聚合系统中单体的浓度，而对产物性能无不良影响，所以可以节约溶剂和减少溶剂回收费用，同时提高了聚合釜的利用率。
而以钴系作催化剂时，如果提高聚合时的单体浓度，则得到的聚合物的顺式1,4含量会下降，凝胶含量也增加。
此外，用镍系催化剂时，
聚合反应能在较高的温度下进行，生成的聚合物的顺式1,4含量几乎不受反应温度的影响，这样，聚合比较容易操作，适应性也强些。
但在以钴为催化剂的情况下，如提高聚合温度会导致聚合物中顺式1,4含量的下降，故操作要求比较严格。
稀土胶主要是钕系，相对镍系顺丁橡胶，稀土顺丁的抗湿滑性明显改善，滚动阻力小，综合性能显著优于镍系顺丁橡胶。
该胶种市场前景看好，属于镍系顺丁橡胶升级换代的一种产品。
1.4 低顺丁橡胶应用领域
低顺式顺丁橡胶又称丁锂橡胶，其耐老化性和耐油性均优于天然胶，也被称为“节能橡胶”。
低顺式顺丁橡胶具有优异的耐寒性、回弹性、耐磨性、耐老化性和耐油性，尤其以低温耐曲挠性最佳，此外还有色浅、透明、不含凝胶与纯度高的特点。
其作为冲击力改性剂广泛应用于高抗冲聚苯乙稀和ABS的生产中。
此外，也可应用在轮胎与橡胶产业之中。
低顺式顺丁橡胶的顺式1,4含量低，分子量分布窄，物理机械性能较差，加工较困难，冷流倾向大，故一般只和聚苯乙烯树脂等混炼作改性树脂使用。
低顺式顺丁橡胶也可应用于全钢载重子午胎。
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