Конструкционные пластмассы
Способы получения и химическое строение каучуков
жүктеу/скачать 12,88 Mb.
|
Кн Архипова Полимеры с комплексом особых свойств (копия)
5.2. Способы получения и химическое строение каучуковСинтез каучуков на основе углеводородного сырья (диенов или алкенов) осуществляют путем полимеризации по радикальному, ионному или оинно-координационному механизму. Процесс может проводиться различными способами – в жидкой фазе (в массе мономера), в газовой фазе, в растворе органического растворителя или в эмульсии (в водной дисперсии). Первые два способа являются периодическими, что снижает производительность и качество каучука по ряду технических показателей. В настоящее время они мало применяются, хотя при начале развития производства синтетического каучука в 1932-1934 годах именно газофазный способ ионной полимеризации дивинила на металлических катализаторах (натрий, калий, литий) был впервые реализован С.В. Лебедевым в СССР. Современными промышленными способами получения синтетических каучуков являются полимеризация в растворе или в эмульсии. В растворе органических растворителей синтезируют, как правило, стереорегулярные каучуки путем ионно-координационной или ионной полимеризации. В 1964 году в СССР было создано впервые промышленное производство полиизопрена. Катализатором служила система , которая относится к классу катализаторов Циглера-Натта, металлоценовые катализаторы, а также литийорганические соединения. Сейчас во всем мире работают крупнотоннажные производства по синтезу стереорегулярных каучуков на основе диеновых углеводородов. В качестве растворителей используются углеводороды алифатического и ароматического ряда (изооктан, изопентан, бензол и другие). Достоинствами метода полимеризации в растворе являются возможность использования непрерывной схемы и автоматического регулирования параметров процесса. Синтез проводят при этом в батареях из 4-6 полимеризаторов, снабженных охлаждающими рубашками для отвода тепла реакции, готовый каучук отмывают от растворителя горячей водой и паром, с которым улетучивается растворитель, а каучук выделяют при этом в виде крошки и сушат горячим воздухом. Недостаток этого метода – большой расход пара и воды, а также необходимость последующей осушки и регенерации растворителя. Полимеризация в эмульсии является наиболее распространенным промышленным методом радикальных процессов синтеза таких каучуков, как бутадиен-стирольный, хлоропреновый, бутадиен-нитрильный и другие. Синтез проводится в водной среде в присутствии водорастворимых инициаторов полимеризации (персульфатов или окислительно-восстановительных систем) и эмульгаторов, стабилизирующих дисперсию мономера в воде. По ходу синтеза вводят также регуляторы молекулярной массы (обрыватели цепи) и антиоксиданты. Процесс характеризуется высокой скоростью реакции полимеризации, хорошо регулируется по температуре, отличается легкостью транспортировки продукта, т.к. вязкость образующегося латекса каучука невелика. Все это составляет преимущества процесса эмульсионной полимеризации, т.к. благодаря этим особенностям он легко оформляется по непрерывной схеме, приводит к высокой молекулярной массе каучука и большей однородности по структуре и качеству. Этот способ пригоден для нерастворимых или малорастворимых в воде мономеров. Эмульсионную полимеризацию проводят в батареях из последовательно соединенных полимеризаторов-автоклавов. Процесс прерывают при конверсии мономера около 65%. Образовавшийся латекс освобождают от непрореагировавшего мономера и коагулируют горячим паром либо другими методами: добавлением электролита, выпариванием воды, вымораживанием. Рассмотрев основные методы синтеза каучуков, обратимся теперь к их химической структуре и характеристике наиболее важных промышленных марок этого своеобразного класса полимеров. жүктеу/скачать 12,88 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|