丙烯酸酯橡胶乳液聚合车间的工艺设计
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丙烯酸酯乳液胶黏剂配方组成,生产工艺及应用导读:本文详细介绍了丙烯酸酯乳液胶黏剂的分类,组成,配方等等,需要注意的是,本文中所列出配方表数据经过修改,如需要更详细的内容,请与我们的技术工程师联系。
1. 背景丙烯酸乳液型胶粘剂是我国20世纪80年代以来发展最快的一种聚合物乳液胶粘剂,它一般是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类共聚或加入醋酸乙烯酯等其它单体共聚而成。
该胶粘剂耐候性、耐水性、耐老化性能特别好,并目具有优良的抗氧化性和很大的断裂仲长率,广泛用于包装、涂料、建筑、纺织以及皮革等行业。
随着人们对环境保护的愈发重视,环境友好型产品越来越受到普遍的关注,乳液型胶粘剂因具有无毒无害、无环境污染、不易燃易爆、生产成本低、使用方便等优点而逐渐成为未来胶粘剂的发展趋势。
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有任何配方技术难题,可即刻联系禾川化学技术团队,我们将为企业提供一站式配方技术解决方案!2. 丙烯酸乳液胶黏剂聚丙烯酸酯是一类具有多种性能的、用途广泛的聚合物,其乳液一般是以丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯为主要单体,与甲基丙烯酸酯单体、苯乙烯、丙烯腈等共聚形成乳液。
对聚合物的结构或聚合方法加以改进,可使得改性后的丙烯酸酯胶黏剂性能更加优异。
2.1有机硅改性有机硅树脂具有优异的耐高低温性能和耐水性能,利用有机硅对聚丙烯酸酯类乳液胶粘剂改性成为近年来研究的热点。
有机功能烷氧基硅烷作为粘合促进剂和交联剂,广泛用于胶粘剂、密封胶和涂料等领域。
有专家研究了一种专用于水性体系的有机硅烷Wz-A在水乳型聚丙烯酸密封胶中的应用,这种水性硅烷可以在不改变产品稳定性的情况下显著提高密封胶的力学性能和粘接性能,Wz-A的添加量在0.8%-1.6%较为合适。
乳液型丙烯酸酯环保胶黏剂目录基本特点组成与配方设计聚合工艺存在问题改进方法编辑本段基本特点作为水性胶黏剂的一种,丙烯酸酯类乳液胶黏剂由于来源广泛,容易制备,具有粘接性能优良、粘接面广泛的特点,广泛用于包装、涂料、纺织。
建筑、医疗以及皮革等各行业。
丙烯酸酯类乳液胶黏剂具有优异的性能:①以水为分散介质,不使用有机溶剂,无毒害或易燃危险,属环保型产品;②丙烯酸系单体种类多,含有的酯基、羧基、羟基等官能团具有很强的极性,很容易和其他单体如醋酸乙烯酯、苯乙烯、氯乙烯等进行乳液共聚合,制成具有各种性能的乳液胶黏剂;③丙烯酸系聚合物有优良的保色、耐光及耐候性,不易氧化,对紫外线的降解作用不敏感;④丙烯酸系聚合物粘接强度和剪切强度均很高。
[1]编辑本段组成与配方设计(1)单体合成丙烯酸酯类乳液共聚物胶黏剂的单体一般为丙烯酸及其C1~C8的丙烯酸烷基酯,随着烷基链长的加长,均聚物逐渐变软,玻璃化温度降低,质地柔软,直到丙烯酸正辛酯后,由于烷基碳原子的增加,出现侧链结晶倾向,聚合物变脆。
在丙烯酸酯类乳液胶黏剂中,共聚单体的组成分三部分。
第一部分为软单体,玻璃化温度低,赋予胶黏剂粘接特性,如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯等;第二部分为硬单体,玻璃化温度高、赋予胶黏剂内聚力,如甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯、偏氯乙烯等;第三部分为官能团单体,通过引入带官能团的单体,赋予胶黏剂反应特性,如亲水性、耐热性、耐水性、交联性。
另外,进行分子设计时,还需根据单体均聚物的性能及所粘接的基材的结构特征选择单体的种类。
(2)引发剂该体系的引发剂多为水溶性的过硫酸盐,常用的为过硫酸铵、过硫酸钾及过硫酸钠。
引发剂的量太少,不易引发聚合;引发剂的量太多,聚合不平衡,较适宜的引发剂量为单体总量的0.2%~0.8%,其中选用0.2%~0.4%的引发剂用量,可使制备的聚丙烯酸酯乳液呈现蓝色,乳液粒子的粒度小和乳液的稳定性好。
丙烯酸酯核壳乳液聚合工艺哎呀,说起丙烯酸酯核壳乳液聚合工艺,这可真是个技术活儿,得慢慢道来。
你瞧,这工艺就像是做蛋糕,得一层一层来,不能急。
首先,咱们得准备原料,丙烯酸酯这玩意儿就像是蛋糕的面粉,是基础。
然后,核壳乳液聚合,这就像是给蛋糕加上奶油和糖霜,让蛋糕更加美味。
咱们先从核开始,核就是核心,是聚合反应的起点。
这核啊,得用乳化剂和水混合,形成乳液。
乳化剂就像是蛋糕里的泡打粉,能让蛋糕蓬松起来。
水呢,就是蛋糕里的液体,让蛋糕成型。
接下来,就是聚合反应了。
这聚合反应,就像是把面粉、糖、鸡蛋混合在一起,让它们变成一个整体。
在这个过程中,丙烯酸酯会和引发剂反应,形成聚合物。
引发剂就像是蛋糕里的酵母,让面团发酵,变得松软。
然后,就是形成壳的步骤了。
这壳啊,就像是给蛋糕加上一层巧克力涂层,让蛋糕更加诱人。
在聚合反应进行到一定程度后,我们会加入更多的丙烯酸酯,形成壳层。
这壳层能保护核,也能让乳液更加稳定。
最后,就是聚合反应的终止了。
这就像是把蛋糕从烤箱里拿出来,让它冷却。
聚合反应完成后,我们需要加入终止剂,让反应停止。
整个过程中,温度和时间的控制非常重要,就像是烤蛋糕时控制烤箱的温度和时间一样。
温度太高,蛋糕会烤焦;温度太低,蛋糕又烤不熟。
时间太短,蛋糕没熟透;时间太长,蛋糕又会烤过头。
所以,丙烯酸酯核壳乳液聚合工艺,就像是做蛋糕,需要细心和耐心。
每一步都不能马虎,才能做出好的产品。
这工艺虽然复杂,但只要掌握了技巧,就能做出高质量的乳液。
就像做蛋糕一样,虽然步骤多,但只要跟着食谱来,就能做出美味的蛋糕。
河南理工大学课程设计论文题目:丙烯酸酯—苯乙烯共聚物乳液生产工艺设计学院:专业:学号:姓名:目录一、概述………………………………………………………….- 1 -1.1 原料介绍 (1)二、生产方法的选择和流程设计 (2)2.1 工艺流程说明及操作步骤……………………….………..- 2 -2.2 丙烯酸酯—苯乙烯共聚物乳液生产流程框图………....- 2 -三、设备计算和选型…………………………………………….……- 3 -3.1 反应釜的结构和材质………………………………..……- 3-3.2 反应釜中物质的平均密度ρm的计算…………..…...….- 3 -3.3 反应釜的计算和选型…………………………………….….- 4 -四、环境保护与安全措施……………………………………..….…- 5 -4.1 环境保护 (5)4.2 安全措施 (5)五、心得体会 (6)六、参考文献: (7)一、概述苯乙烯-丙烯酸酯共聚物乳液也称苯-丙乳液。
它由苯乙烯和丙烯酸酯类单体、引发剂、乳化剂等通过乳液聚合反应制得的共聚物乳液。
用它作建筑涂料的基料,配以各种助剂、颜料和填料就可制成各种色调鲜艳的乳胶涂料。
这类涂料具有突出的耐水、耐候、保光、保色性能,对墙面附着力强,干燥速度快,施工方法多样,可喷、可刷,也可辊涂,施工效率高,既可外用,也可内用;既可制成平光涂料,也可制成半光和有光涂料;既可制成高档涂料在现代化高层建筑中使用,又可制成低档品种在一般建筑中使用。
是当今国外发展最快的水性涂料,也是我国外墙涂料的主要品种。
建筑涂料的发展方向是无毒安全、节约资源、有利于环境保护的水性涂料和无公害低污染涂料。
不断提高水性涂料的质量,开发新的品种,是巩固和发展水性建筑涂料的重要环节之一。
苯丙乳液是胶体分散体系,具有明显的胶体化学性质,当苯丙乳液与水泥或其他颜料混合均匀后,苯丙乳粒子向浆体内分散,被吸附在其他颜料、水泥凝胶及未水化的水泥粒子的表面上。
丙烯酸酯橡胶合成生产工艺流程丙烯酸酯橡胶是一种重要的合成橡胶,广泛应用于汽车、建筑、电子、医疗等领域。
下面将介绍丙烯酸酯橡胶的生产工艺流程。
丙烯酸酯橡胶的合成需要使用丙烯酸酯单体作为原料。
丙烯酸酯单体是由丙烯酸与醇反应得到的,反应时需要使用催化剂进行催化。
催化剂可以是硫酸或过氧化苯甲酰等,用于促进反应的进行。
在合成过程中,首先将丙烯酸酯单体与催化剂加入反应釜中,然后加热至一定温度,通常在100-150摄氏度之间。
加热的目的是加速反应速度,提高产率。
反应过程中需要控制反应时间和温度,以保证合成反应的完全进行。
接下来是聚合反应阶段。
在反应釜中,丙烯酸酯单体会发生自由基聚合反应,形成聚合物链。
聚合反应需要一定的时间,通常在几小时到几十小时不等。
反应过程中需要不断搅拌反应体系,以保证反应均匀进行。
聚合反应完成后,需要对反应体系进行后处理。
首先是中和反应,将聚合物中的未反应的酸性物质进行中和。
中和剂可以是氢氧化钠或氢氧化钾等碱性物质。
中和反应后,可以通过酸碱中和反应得到中性的聚合物。
接下来是聚合物的精炼和干燥过程。
通过精炼可以去除聚合物中的杂质和不纯物质,提高聚合物的纯度。
干燥过程则是将聚合物中的水分去除,以提高聚合物的稳定性和质量。
最后是丙烯酸酯橡胶的成型和整形过程。
成型可以通过挤出、压延、注塑等方法进行。
整形则是将成型的丙烯酸酯橡胶进行切割、修整、压制等工艺处理,使其达到所需的形状和尺寸。
丙烯酸酯橡胶的合成生产工艺流程包括原料配制、丙烯酸酯单体与催化剂的反应、聚合反应、后处理、精炼和干燥、成型和整形等步骤。
这些步骤相互关联,每一步都至关重要,只有严格控制每个环节,才能获得高品质的丙烯酸酯橡胶产品。
丙烯酸酯的乳液聚合1 前言丙烯酸酯类聚合物是工业生产中应用比较广泛的原料,可以用于生产涂料、粘合剂、塑料等产品,具有良好的性能,价格便宜。
丙烯酸酯类单体多是通过乳液聚合的方式进行聚合反应。
乳液聚合是高分子合成过程中常用的一种合成方法,因为它以水作溶剂,在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌,使单体在水中分散成乳状液,由引发剂引发而进行的聚合反应。
其特点是聚合热易扩散,聚合反应温度易控制; 聚合体系即使在反应后期粘度也很低,因而也适于制备高粘性的聚合物; 能获得高分子量的聚合产物; 可直接以乳液形式使用。
本实验利用丙烯酸酯乳液聚合来探究其性质以及应用。
2 实验目的1)掌握丙烯酸酯乳液合成的基本方法和工艺路线;2)理解乳液聚合中各组成成分的作用和乳液聚合的机理;3)了解高聚物不同玻璃化转变温度对产品性能的影响;3 实验原理在乳液聚合过程中,乳液的稳定性会发生变化。
乳化剂的种类、用量与用法、pH值、引发剂的类型与加入方式、单体的种类与配比、加料方式、聚合工艺、搅拌形状与搅拌速度等都会影响到聚合物乳液的稳定性及最终乳液的性能。
功能性单体如硅烷偶联剂、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯等作为交联单体参与共聚,在一定程度上可提高乳液的稳定性,但因其具有极强的亲水性,聚合过程中若在水相发生均聚形成水溶性大分子,会产生絮凝作用,极易破乳。
因此选择合适的乳化体系和聚合工艺对乳液聚合过程的稳定性具有极重要的意义。
聚合物乳液承受外界因素对其破坏的能力称为聚合物乳液的稳定性。
在乳液聚合过程中局部胶体稳定性的丧失会引起乳胶粒的聚结形成宏观或微观的凝聚物,即凝胶现象。
凝胶多为大小不等、形态不一的块状聚合物,有的发软、发粘,有的发硬、发脆、多孔。
在搅拌作用下凝胶分散在乳液中,可通过过滤法或沉降法除去,但有时也会形成大量肉眼看不到的、普通方法很难分离的微观凝胶,使乳液蓝光减弱颜色发白,外观粗糙。
严重时甚至整个体系完全凝聚,造成抱轴、粘釜和挂胶现象。
目录1 项目简介...………………………………………………1.1 项目名称………………………………………………………1.2 项目设计根据…………………………………………………1.2.1 重要原料及物理性质……………………………………1.2.2 生产措施………………………………………………..1.3 设计根据及必要性………………………………………….1.4 市场前景分析……………………………………………….1.5 生产能力…………………………………………………….1.6 技术方案及设备方案……………………………………..1.6.1 技术方案……………………………………………1.6.2 设备方案……………………………………………..1.7 聚合反应机理及影响反应旳原因……………………….1.7.1 聚合反应机理………………………………………...1.7.2 影响反应旳原因……………………………………..2 生产措施及工艺流程………………………………….2.1 生产措施………………………………………………….2.1.1 原料选择……………………………………………..2.1.2 聚合机理……………………………………………..2.1.3 实行措施…………………………………………….2.1.4 操作过程……………………………………………2.2 集合工艺过程…………………………………………...2.2.2 引起剂旳选择………………………………………….2.2.3 乳化剂旳选择………………………………………….2.2.4 分散介质旳选择……………………………………….2.2.5 其他介质旳选择……………………………………….2.2.6 聚合温度旳选择……………………………………….2.2.7 所选物料物理性质…………………………………….2.3 工艺流程……………………………………………………2.4 工艺参数……………………………………………………2.4.1 工艺配方………………………………………………2.4.2 重要单体参数…………………………………………2.4.3 重要工艺参数…………………………………………2.4.4 产品技术参数…………………………………………2.5 重要设备控制方案………………………………………...2.5.1 反应器温度旳控制……………………………………2.5.2 反应器旳压力控制……………………………………2.5.3 反应器旳液位旳控制…………………………………2.5.4 泵旳控制………………………………………………3 物料衡算及热量衡算…………………………………..3.1 物料衡算…………………………………………………..3.1.1 物料平衡示意图………………………………………3.1.2 所发生旳聚合反应方程式……………………………3.1.4 确定重要物料投料数量……………………………….3.1.5 顺流程设备进行计算…………………………………..3.2 热量衡算…………………………………………………….3.2.1 搜集数据………………………………………………..3.2.2 热量计算………………………………………………..4 设备工艺计算…………………………………………….4.1 反应聚合釜旳设计………………………………………….4.1.1 釜体旳设计……………………………………………..4.1.2 釜体外形尺寸旳设计…………………………………..4.1.3 搅拌装置旳设计………………………………………..4.1.4 传热装置旳设计………………………………………..4.2 各物料进出管口直径确实定……………………………….4.3 轴密封形式………………………………………………….4.4 泵旳工艺设计……………………………………………….4.5 调整釜旳设计……………………………………………….4.6 引起剂罐…………………………………………………….4.7 单体乳化罐………………………………………………….4.8 过滤器……………………………………………………….4.9 工艺管口旳设计…………………………………………….5 参照文献………………………………………………….1 项目简介1.1 项目名称:1万吨/年丙烯酸酯橡胶乳液聚合车间旳工艺设计。
丙烯酸酯橡胶合成生产工艺流程丙烯酸酯橡胶是一种合成橡胶,广泛应用于橡胶制品的生产中。
它具有优良的物理性能和化学性能,适用于各种不同的工业领域。
下面将介绍丙烯酸酯橡胶的合成生产工艺流程。
1. 原料准备丙烯酸酯橡胶的主要原料是丙烯酸酯单体。
丙烯酸酯单体可以通过聚合反应合成,聚合反应所需的原料包括丙烯酸酯单体、引发剂、溶剂和调节剂等。
2. 聚合反应聚合反应是丙烯酸酯橡胶合成的关键步骤。
在聚合反应中,丙烯酸酯单体与引发剂发生反应,形成聚合物链。
同时,溶剂和调节剂的添加可以控制反应速率和分子量。
3. 过滤和洗涤聚合反应结束后,需要对反应体系进行过滤和洗涤,以去除杂质和残留的溶剂。
过滤可以使用滤网或离心机等设备进行。
洗涤可以使用溶剂进行多次重复洗涤,以确保产品的纯净度。
4. 分离和干燥洗涤后的产物需要进行分离和干燥。
分离可以通过蒸发或凝固等方法进行。
干燥可以使用真空干燥器或烘箱等设备进行,以去除残留的溶剂和水分。
5. 加工和成型干燥后的丙烯酸酯橡胶可以进行加工和成型。
加工可以使用挤出机、压延机或注塑机等设备进行,将橡胶制成所需的形状和尺寸。
成型可以通过热压或冷压等方法进行,使橡胶固化和硫化,提高其物理性能和化学性能。
6. 检验和质量控制成型后的丙烯酸酯橡胶需要进行检验和质量控制。
检验可以包括外观检查、物理性能测试和化学性能分析等。
质量控制可以通过控制原料比例、反应条件和加工参数等来保证产品的质量稳定。
7. 包装和储存经过检验和质量控制后,丙烯酸酯橡胶可以进行包装和储存。
常见的包装方式包括塑料袋、纸箱或钢桶等。
储存时需要注意避免阳光直射和高温环境,以防止橡胶老化和性能降低。
丙烯酸酯橡胶的合成生产工艺流程包括原料准备、聚合反应、过滤和洗涤、分离和干燥、加工和成型、检验和质量控制,以及包装和储存等步骤。
每个步骤都需要严格控制和操作,以保证最终产品的质量和性能达到要求。
丙烯酸酯橡胶的合成生产工艺流程在橡胶制品生产中具有重要的应用价值,为各行各业提供了优质的橡胶材料。
目录1 项目简介...………………………………………………1.1 项目名称………………………………………………………1.2 项目设计依据…………………………………………………1.2.1 主要原料及物理性质……………………………………1.2.2 生产方法………………………………………………..1.3 设计依据及必要性………………………………………….1.4 市场前景分析……………………………………………….1.5 生产能力…………………………………………………….1.6 技术方案及设备方案……………………………………..1.6.1 技术方案……………………………………………1.6.2 设备方案……………………………………………..1.7 聚合反应机理及影响反应的因素……………………….1.7.1 聚合反应机理………………………………………...1.7.2 影响反应的因素……………………………………..2 生产方法及工艺流程………………………………….2.1 生产方法………………………………………………….2.1.1 原料选择……………………………………………..2.1.2 聚合机理……………………………………………..2.1.3 实施方法…………………………………………….2.1.4 操作过程……………………………………………2.2 集合工艺过程…………………………………………...2.2.2 引发剂的选择………………………………………….2.2.3 乳化剂的选择………………………………………….2.2.4 分散介质的选择……………………………………….2.2.5 其他介质的选择……………………………………….2.2.6 聚合温度的选择……………………………………….2.2.7 所选物料物理性质…………………………………….2.3 工艺流程……………………………………………………2.4 工艺参数……………………………………………………2.4.1 工艺配方………………………………………………2.4.2 主要单体参数…………………………………………2.4.3 主要工艺参数…………………………………………2.4.4 产品技术参数…………………………………………2.5 主要设备控制方案………………………………………...2.5.1 反应器温度的控制……………………………………2.5.2 反应器的压力控制……………………………………2.5.3 反应器的液位的控制…………………………………2.5.4 泵的控制………………………………………………3 物料衡算及热量衡算…………………………………..3.1 物料衡算…………………………………………………..3.1.1 物料平衡示意图………………………………………3.1.2 所发生的聚合反应方程式……………………………3.1.4 确定主要物料投料数量……………………………….3.1.5 顺流程设备进行计算…………………………………..3.2 热量衡算…………………………………………………….3.2.1 收集数据………………………………………………..3.2.2 热量计算………………………………………………..4 设备工艺计算…………………………………………….4.1 反映聚合釜的设计………………………………………….4.1.1 釜体的设计……………………………………………..4.1.2 釜体外形尺寸的设计…………………………………..4.1.3 搅拌装置的设计………………………………………..4.1.4 传热装置的设计………………………………………..4.2 各物料进出管口直径的确定……………………………….4.3 轴密封形式………………………………………………….4.4 泵的工艺设计……………………………………………….4.5 调节釜的设计……………………………………………….4.6 引发剂罐…………………………………………………….4.7 单体乳化罐………………………………………………….4.8 过滤器……………………………………………………….4.9 工艺管口的设计…………………………………………….5 参考文献………………………………………………….1 项目简介1.1 项目名称:1万吨/年丙烯酸酯橡胶乳液聚合车间的工艺设计。
1.2 项目设计依据:1.2.1 主要原料及物理性质:根据自主调研拟定主要聚合单体1.2.2 生产方法:乳液聚合是生产ACM的主要方法,主要是由于该工艺设备简单,易于实施;另一方面,ACM 目前主要用于高温、耐油密封制品,不要求有过高的低温屈挠性能,如果期望低温耐油性能,可以通过低温耐油单体的分子内增塑来实现。
乳聚法合成ACM体系中,乳化体系和用量将影响聚合过程中的稳定性、最终转化率、分子量分布、生胶加工性能甚至六号硫化胶的物性,因此要加入许多的助剂,如乳化剂、引发剂、分子量调节剂和凝聚剂等。
1.3 项目设计必要性:丙烯酸酯橡胶简称ACM。
主要用于汽车工业而被誉为“高性能汽车胶”。
ACM制品用于生产数十种汽车配件,按目前国内平均每辆车消费ACM约0.8kg计,2005年和2010年汽车生产需要ACM将分别达到0.60万吨和0.9万吨,社会维修需要消耗ACM将分别达到0.51万吨和1.16万吨,因此预计我国今年和将来将会有更多的需要。
顺着我国汽车工业的迅猛发展,未来2-4年将是我国ACM需求的高峰期。
ACM正展现出良好的发展前景,成为国内备受关注和积极发展的高新材料之一。
传统的汽车制件及密封垫片使用耐油、耐热的合成橡胶,其典型产品为丁腈橡胶和氯丁橡胶。
由于长期使用温度以120℃为限,不适合现代车辆提高远行速度后的耐热要求。
而丙烯酸酯橡胶目前可以在175℃下长期使用,也有在-25℃到-35℃下使用的耐寒型或超耐寒型产品。
国外从70年代起已开始将丙烯酸酯橡胶用于汽车工业,制造各种骨架封件、油冷器或加热器垫片、O型环、Y型油封及轴承密封件。
同目前汽车工业中仍使用的丁腈橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶相比,在耐热及耐油方面,丙烯酸酯橡胶优于丁腈橡胶、硅橡胶和氯丁橡胶,稍次于氟橡胶;但丙烯酸酯橡胶加工时不需要二次硫化就可改进其使用性能,并减少混炼、硫化加工对橡胶辊筒及模具的腐蚀。
因此在其加工工艺性能、物理力学性能和价格方面优于氟橡胶。
使用实践证明,丙烯酸酯橡胶制品在汽车上的应用,可以明显该改善汽车的运行状况,同时也可减轻污染、保护环境和延长汽车寿命。
丙烯酸酯橡胶还可以用来制造飞机、摩托车等交通工具上使用的各种橡胶输油管,另外ACM还不断应用于高压电力电缆地下掩埋电缆护套、电器制件的胶辊、传动带和胶管等。
1.4 市场前景分析:在先进工艺国家,ACM已广泛作为耐热耐油材料。
顺着进口汽车大量涌入国门,以及国内高速汽车的发展,汽车(含摩托车)密封件的问题就逐渐暴露出来,普通的丁腈橡胶不能满足这些汽车(含摩托车)部件的要求,特别是耐高温性能和耐臭氧性,只能采用ACM橡胶部件。
目前ACM橡胶部件的主要用途如下:(1)各种密封垫、O型环等密封材料;(2)散热器、加热器等各种软管;(3)点火线和一般电工用垫及导线护套;(4)火花塞盖;(5)各种粘合剂、密封剂;(6)辊筒类;(7)汽车的防污部件(成型品);(8)传送带和油罐衬里等。
目前国内有数家生产ACM的企业,但是远远不能满足国内市场需求,主要依赖进口满足国内需求,更值得注意的是由于ACM的配合和加工的特殊性,不同厂家生产的ACM具有不同的配合和加工要求,而国内ACM制品生产企业对配合和加工研究重视不够,影响了我国ACM的推广应用,因此加快对ACM配合加工中助剂应用问题显得比ACM合成与生产更为重要和迫切。
鉴于此我们设计采用乳液聚合法,生产年产量1万吨ACM生产装置、要求设计人员根据乳液聚合法生产ACM的最新国内生产技术及工艺对1万吨/年丙烯酸酯橡胶乳液聚合车间的工艺设计。
1.5 生产能力:ACM年产量1万吨;考虑装置的大修,开工时间:330/a,24h/d。
1.6 技术方案及设备放案:1.6.1 技术方案:丙烯酸酯橡胶可以采用溶液聚合、悬浮聚合或乳液聚合三种基本工艺生产。
聚合反应由自由基引发,反应温度一般为50-100℃,反应温度和引发剂的浓度对聚合反应速率和丙烯酸酯橡胶的分子量分布影响很大。
(1)悬浮聚合:悬浮聚合是使单体小液滴分散在介质中进行的聚合反应,这就容易解决散热问题,因为大多数单体不溶于水,所以需要借助机械搅拌作用,将水中的单体打成小液滴,另加悬浮分散剂,防止液滴重新集聚。
在悬浮聚合时,通常使用能溶于单体而不容于水的引发剂,把引发剂预先溶于单体内,聚合时就是在单体微珠内进行反应,多以悬浮聚合就是在单体微珠内进行的本体聚合。
悬浮聚合的优点是聚合热容易排放,具有溶液聚合的优点,而且产品分子量相当高。
此外,体系粘度低,便于操作,生产的微珠可以直接应用。
它的缺点:产品纯度不高。
(2)溶液聚合:溶液聚合是把单体溶解在适当的溶剂中进行聚合反应,这时聚合热可借助溶剂的蒸发而排放,溶剂则可以从冷凝器回收,且溶剂起了稀释剂的作用,所以溶液聚合体系的粘度较低,物料混合和传热都比较容易,凝胶现象不易出现,温度容易控制,减小了局部过热现象,聚合物分子量也比较均一,而且可以利用不同溶剂来控制分子量。
有时可以直接利用聚合物的溶液作为涂料来使用,这些都是溶液聚合的优点。
溶液聚合的缺点是由于单体浓度低,反应速度慢,设备生产能力及利用率较低;易向溶剂发生链转移反应,聚合物分子量较低;聚合物中夹带微量溶剂,影响产品质量;溶剂损失大,溶剂价格高且溶剂分离回收费用高,使生产成本增加,而且许多溶剂易燃、易爆、有毒,必须注意安全和劳动保护。
这些缺点无不与使用溶剂有关。
(3)乳液聚合:单体被乳化剂以乳液状态分散在水介质中的聚合反应称为乳液聚合。
乳液聚合体系的主要组成是单体、水、引发剂和乳化剂。
乳液聚合与悬浮聚合的差别是:①乳液聚合中,聚合反应粒子的粒径小,只有0.1-1μm,而悬浮聚合的粒径为0.5-2μm;②乳液聚合中用水溶性引发剂,而悬浮聚合中则可快速从液相中析出。
正是这些差别导致了乳液聚合具有与悬浮聚合不同的聚合机理。
对溶液、悬浮聚合,聚合反应速率和聚合物分子量之间存在明显的倒数关系。
这一点严重的限制了对聚合物分子量的大幅度改变。
要降低分子量可以无需改变聚合速率而加入链转移剂来完成,但是大幅度提高分子量,只能通过降低引发剂浓度或反应温度来实现,从而降低聚合反应速率来实现,而乳液聚合却不同,它提供了一个提高聚合物分子量而不降低聚合速率的独特方法。
乳液聚合的主要优点:①聚合反应可在较低温度下进行,并能同时获得高聚合速率和高分子量;②以水为介质,比热容大,体系年度小,有利于散热;③乳胶可以直接用作胶粘剂和表面处理剂,而没有易燃及污染环境等问题。