探討順丁橡膠聚合反應(yīng)及技術(shù)改造

居添虎(四川石化公司生產(chǎn)六部,四川 彭州 611930)

聚合反應(yīng)身為有機化學(xué)中的一個主要反應(yīng)，分成縮聚反應(yīng)以及加聚反應(yīng)兩方面。低分子單體通過化學(xué)變化變成聚合物。而有許多反應(yīng)及合成橡膠相關(guān)，例如：聚加成反應(yīng)、縮合聚合、加成聚合、開環(huán)聚合等。在此處的加成聚合是如此描繪的，具備不飽和健的低分子單體透過反應(yīng)變?yōu)楦叻肿泳酆衔?。而鎳系丁二烯溶液的?gòu)成則為此原理。

1 順丁橡膠聚合反應(yīng)的過程

1.1 鏈引發(fā)過程

在活性種的作用下，丁二烯被活化，形成丁二烯聚合形成的過程稱之為鏈引發(fā)。針對間斷聚合過程而言，鏈引發(fā)階段時經(jīng)過催化劑融入聚合反應(yīng)器到聚合反應(yīng)開始時期。聚合誘導(dǎo)期則為鏈引發(fā)階段使用的時間，由于聚合活性的減少，誘導(dǎo)期會隨之延長。

1.2 鏈增長過程

將丁二烯分子融入到增長鏈段絡(luò)合物而形成的現(xiàn)象稱之為鏈增長。不斷插進(jìn)丁二烯分子，聚丁二烯大分子可以較快構(gòu)成。通過鏈增長可以看出，聚合反應(yīng)中的很多丁二烯分子的融入，令丁二烯單體分析的數(shù)目逐漸降低，丁二烯分子相互間的距離被共價鍵距離所頂替，聚合液密度提升、體積縮小。這些情況可以為聚合反應(yīng)動力學(xué)研究提供條件。鏈增長階段，丁二烯的C-C鍵中，將Л鍵打開而形成C-Cd鍵，而生成一個d鍵放出的能量遠(yuǎn)比打開一個Л鍵所需的能量高很多，因此，聚合反應(yīng)時期屬于放熱的時期，能夠通過鍵能對排放的熱量采取評估。據(jù)有關(guān)資料顯示，C-C鍵能為612kJ/moL，C-C鍵能為347kJ/moL，由此可以看出，C-C雙鍵內(nèi)的7c鍵鍵能為265kJ/moL，以此進(jìn)行核算獲得丁二烯聚合反應(yīng)熱是82kJ/moL。受到丁二烯Л電子共軛效應(yīng)的影響，在4個碳原子周圍存在4個Л電子分布，一個大Л鍵的構(gòu)成，打開大Л鍵遠(yuǎn)比打開C-C雙鍵里Л鍵所需的能量較多。所以，丁二烯聚合熱大體處于75.kJ/moL左右，遠(yuǎn)比預(yù)期值低[1]。

1.3 鏈轉(zhuǎn)移過程

鏈轉(zhuǎn)移實質(zhì)活性分子鏈經(jīng)由鏈增長的過程乃至體系中的丁二烯造成影響，活性種轉(zhuǎn)至單體丁二烯分子的過程。在鏈轉(zhuǎn)移時期，原分子鏈?zhǔn)セ钚?，變成惰性分子鏈，嶄新的活性分子鏈就此產(chǎn)生，活性種的數(shù)額沒有造成變動。因此，鏈轉(zhuǎn)移并未對聚合反應(yīng)速度有所影響，而會對聚合物的分子量與分布形成影響。C值身為聚合體系具備過強的鏈轉(zhuǎn)移能力，構(gòu)成聚合物的分子量下降，分子量分布開大。

1.4 鏈終止過程

在活性分子鏈不會具備鏈增長能力卻變成惰性連時則會變成鏈終止。鏈轉(zhuǎn)移終止構(gòu)成以及雜質(zhì)終止方式體現(xiàn)出鎳催化體系丁二烯溶液聚合時期的兩種鏈終止方式。活性鏈乃至有害雜質(zhì)引發(fā)撞擊，消除活性種，令活性鏈變成惰性分子鏈的過程稱之為雜質(zhì)終止方式。雜質(zhì)終止反應(yīng)需要活化能較低，擴(kuò)散與碰撞幾率對反應(yīng)速度會構(gòu)成影響，在雜質(zhì)和活性鏈撞擊時，活性種被消除，活性數(shù)額繼續(xù)下降。在很多化學(xué)或物理效應(yīng)的作用下，活性種在鏈增長時期向單體丁二烯分子運轉(zhuǎn)，原活性鏈變?yōu)槎栊苑肿渔湹倪^程稱為鏈轉(zhuǎn)移終止方式。鏈轉(zhuǎn)移終止方式是鎳催化體系丁二烯同業(yè)凝聚過程里大部分惰性連的產(chǎn)生形式。

2 限制聚合反應(yīng)的因素

假如需將聚合反應(yīng)限制于可控范圍中，則需將和聚合反應(yīng)有關(guān)的所有因素考量在內(nèi)。因此對這些因素要給出充分了解。對聚合反應(yīng)引發(fā)作用的條件有許多，例如：所應(yīng)用的原材料純度、所具備的有害雜質(zhì)比率，以及反應(yīng)時需要的溫度等等是否符合。運用的催化劑類別和其中所有部分物品所占的比率，陳化的因素以及形式、丁油所需的時間以及所運用的溶劑等。所以，雜質(zhì)在此期間對催化劑的作用需通過鋁劑的活性變化。鋁劑在陳化反應(yīng)之前比重較重，反應(yīng)以后會變成活性中心，雜質(zhì)對此時的鋁劑早已無法造成影響[2]。

3 對其技術(shù)的改進(jìn)

透過以上分析，能夠了解在此反應(yīng)內(nèi)引發(fā)的影響因素較多，讓產(chǎn)生的問題可以獲得快速的解決，正常進(jìn)行工作。對于生產(chǎn)工作而言，工作人員在調(diào)查丁油濃度時，則會令反應(yīng)速度產(chǎn)生較大的起伏，形成許多不穩(wěn)定狀況。假如催化劑以及丁油的濃度產(chǎn)生改變，不僅會令反應(yīng)速度產(chǎn)生變動，還會由于速度的變動間接產(chǎn)生變化，不僅會令反應(yīng)速度產(chǎn)生變化，還會由于速度的變化間接對橡膠的產(chǎn)品品質(zhì)造成影響。因此，在平常的工作生產(chǎn)里通常會透過調(diào)整丁油的進(jìn)料溫度以及溫差對反應(yīng)速度進(jìn)行調(diào)整。此后的反應(yīng)速度控制大多通過夾套冷卻或融入稀釋冷油等方式處理[3]。由此可見，反應(yīng)速度的快慢會對確保正常操控以及降低掛膠具有重要影響，只有完成好此項工作，才會確保橡膠的品質(zhì)。源于以上因素，在生產(chǎn)工作時，透過調(diào)節(jié)首釜反應(yīng)溫度能夠?qū)崿F(xiàn)有效控制反應(yīng)速度的目標(biāo)。

4 結(jié)語

總而言之，對于催化劑配方和配比的調(diào)節(jié)過程主要通過調(diào)節(jié)聚合反應(yīng)溫度進(jìn)行，并確保催化劑配方和配比不會失衡，只有科學(xué)的進(jìn)行配比，才可以真正確保聚合反應(yīng)能夠正常的進(jìn)行。

[1]張?zhí)K，李明華，章于川等.改性納米氮化硅、NR、SBR復(fù)合材料的制備與性能研究[J].橡膠工業(yè),2012,（08）：235-236.

[2]史鋒，梁梅，盧燦輝.固相剪切粉砰制備聚丙烯、碳纖維復(fù)合材料及性能研究[J].塑料工業(yè),2010,（05）：267-268.

[3]陳精華，李國一，胡新嵩等.硅微粉對有機硅電子灌封膠性能的影響[J].有機硅材料,2011,（02）：90-92.