氯化橡胶的发展及生产工艺毕业论文.doc
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1、课题名称: 氯化橡胶的发展及生产工艺 目录1 前言1.1氯化橡胶2 1.1.1氯化橡胶的性质.2 1.1.2 绿化橡胶的用途21.2绿化橡胶的生产法3 1.2.1绿化橡胶的生产原理.4 1.2.2固相法.4 1.2.3乳液法.4 1.2.4溶剂法.4 1.2.5水相悬液法.42. 国内外氯化橡胶的发展情况2.1国外工艺技术进展5 2.1.1 外国一些公司的专利以及技术简介如下5 2.2 国内生产情况及工艺技术进展.7 2.2.1 生产情况7 2.2.2 工艺技术进展73 实习内容3.1 实习公司的简介.93.2 氯化橡胶产品型号及用途.93.3 瑞泽化工绿化橡胶的生产法及流程.94 致谢.14
2、5 结论.15参考文献摘要:氯化橡胶是由天然橡胶或合成橡胶经氯化改性后得到的橡胶衍生生产品,是橡胶领域中第一个工业化的橡胶衍生物。外观为白色或乳黄色无味粉末状或片状。其主要用途是根据相对分子质量的大小或粘度的高低划分不同的型号,适用于油墨,涂料和粘合剂。溶于芳香烃,酯类,酮类,醚类,动植物油及氯化烃溶液中,不溶于脂肪烃,醇类和水。低粘度(0.01Pa.s)产品主要用于油墨添加剂;中粘度(0.01-0.03Pa.s)产品主要用于配置涂料;高粘度(0.1-0.3Pa.s)产品主要用于制造粘合剂中粘度产品。其中中粘度产品主要应用领域是路标漆,船舶漆,集装箱漆,建筑涂料,阻燃漆等涂料方面。 起反应机理
3、比较复杂,最基本的反应反方式是游离基取代反应和亲电加成反应,此外还有氯化加成反应,消除反应和环反应。其氯化机理还是非常复杂的。其绿化橡胶的生产法有固相法,乳液法,溶剂法,水相悬浮法四种。 但1992年11月在哥本哈根召开的“蒙特利尔议定书缔约国第四次会议”上,进一步修正与调整了淘汰受控物质的时间。发达国家1996年已经停止使用四氯化碳。因此,1995年发达国家纷纷关闭了溶剂法生产氯化橡胶的装置。 关键词:氯化橡胶,天然橡胶,衍生物,氯气,固相法,乳液法,新溶剂法,氯含量,氯化反应。1. 前言随着科技的发展人类的进步。我们发现和研制出很多对生活和科技起到绝对作用元素和化合物质。氯化橡胶便是其中一
4、种。氯化橡胶由它的性质适用于油墨,涂料和粘合剂和国家建设必不可少的材料。氯化橡胶的研究最早始于1895年,1915年由Peachey首次活的工业化专利,并于1917年由United Alkali公司实现了工业化生产。20世纪三四十年代氯化橡胶的研究,生产得到了迅速发展,除了用天然橡胶制备氯化橡胶外,还出现了用合成橡胶聚异戊二烯橡胶生产技术,但目前以前者为主。到20世纪90年代初,据说世界上CNR的年生产量约40Kt,到2000年,全世界CNR的年生产量约70kt。世界上生产氯化橡胶的国家有英国,美国,德国日本和意大利等。1.1氯化橡胶 氯化橡胶是天然橡胶和合成橡胶经氯化改性后得到的橡胶衍生产品
5、,是橡胶领域中第一个工业化的橡胶衍生物。1.1.1氯化橡胶的性质 氯化橡胶的物性性质:其相对密度为1.596,吸水率为0.1到0.3,热稳定温度为130可溶于芳香烃,酯类,酮类,醚类,动植物油及氯化烃溶液中,但不溶于脂肪烃,醇类和水。工业用氯化橡胶一般呈白色或乳黄粉末状,片状或纤维状,氯质量分数在6265之间,具有较好的耐热性。外观为白色或乳黄色无味粉末状或片状,其分子式(C5H7CL3)x(C5H6CL4)y(C10H11CL7)z,分子量大约在5000120000范围内。他可溶于甲苯,二甲苯,四氯化碳,三氯乙烯,醋酸乙酯,醋酸丁酯,环乙醇,醚,四氯化萘等多种有机溶剂中。氯化橡胶溶液的涂膜具
6、有优异的战粘性,快干性,抗腐蚀性,难燃性,耐磨性,防水性等。影响其主要性能的主要原因是他的分子量或表征分子量大小的粘度。1.1.2绿化橡胶的用途氯化橡胶较少用于挤塑或模压制品,其主要用途是根据相对分子质量大小或粘度高低划分不同型号,适用于油墨,涂料和粘合剂等。大体上是低粘度产品主要用于油墨添加剂;中粘度产品主要用于配置涂料;高粘度产品主要用于制造粘合剂中粘度产品。其中中粘度的产品主要应用领域是路标漆,船舶漆,集装箱漆,建筑涂料。阻燃漆涂料方面。由于以氯化橡胶为基础的涂料耐磨,快干,在混凝土和柏油路面上很醒目,所以被用于路标漆这一特殊领域。并且由于他们的粘合性能优良,并且经受得住在下雪天和地面有
7、薄冰时使用。在英国,已经规定一定要用氯化橡胶来标志飞机场。另外,由于氯含量高,氯化橡胶不会燃烧。因此他是制造防火,防腐蚀的宝贵原料。这种漆在石油精制厂中得到了广泛应用。在胶黏剂方面,氯化橡胶基本上不作为独立的成膜剂使用,而是作为改性添加剂来使用的。用于改善氯丁橡胶,丁晴橡胶和聚氨酯等胶粘合剂的性能。用氯化橡胶改性可使这些胶黏剂具有更大的通用性。没过氯化橡胶主要用于涂料,其中路标漆占46%,其他国家有所不同,他们的氯化橡胶中有60%用于船舶漆。我国的氯化橡胶主要用于船舶漆,路标漆,集装箱漆,油墨漆添加剂,建筑涂料和粘合剂等。具体生产厂家有上海开林造漆厂,天津中远关西涂料,山西东方红,武汉双虎等。
8、1.2氯化橡胶的生产方法氯化橡胶的生产方法有固相法,乳液法,溶剂法和水相悬浮法四种。121氯化橡胶的生产原理 氯化橡胶主要是天然橡胶的氯化产物。通常用氯气和天然橡胶进行氯化反应制的的氯化橡胶,它的氯化机理非常复杂,其分子结构中具有碳氢键和两个不饱和双键,因此在催化剂作用下,碳氢键上的氢原子易被活泼的氯原子取代,同时放出氯化氢。最基本的反应方程式是游离基取代反应和亲电加成反应,此外还有氯化加成反应,消除反应和环反应。反应主要分以下三阶段: (C10H16)n+2nCL2(C10H14CL2)n+2nHCL (C10H14CL2)n+2nCL2(C10H13CL5)n+2nHCL(C10H13CL
9、5)n+2nCL2(C10H11CL17)n+2nHCL气总反应可归纳为: (C10H16)n+6nCL2(C10H11CL7)n+5nHCL1.2.2固相法 固相法是将天然橡胶与硫酸钠磨碎混合,粉末在压力放映器内通入氯气进行氯化。氯化产物经水洗除盐,干燥后既得到粉末状氯化橡胶产品。该方法虽然工艺流程短,设备简单,但生产过程控制难度大,工艺生产意义不大。1.2.3乳液法 乳液法师讲天然橡胶与氯气加压分散于次氯酸钠溶液中,配成70%的乳液,通氯气进行绿化反反应,在该过程分两步进行,钱四小时直接通入氯气,冷却后加入2%的氢氧化钠溶液。然后再通2-3小时,得到的氯化产物经洗涤,过滤,干燥即为氯化橡胶
10、产品。该方法生产工艺虽有利于除去反应热,但要保持乳液稳定性比较困难。另外,乳液法在非均相体系反应中存在胶粒外,还存在绿化不均匀现象,产品稳定性差,因而工业生产中也很少采用。12.4溶剂法 溶剂法是将天然橡胶溶解在溶剂四氯化碳中,在催化剂的作用下,通氯气进行氯化反应,氯化产物经脱除溶剂,干燥,包装即为氯化橡胶产品。为保护臭氧成,1992年11月在哥本哈根召开的“蒙特利尔议定书缔约国第四次会议”上,进一步修正了淘汰受控物质的时间。发达国家1996年已经停止使用四氯化碳。因此,1995年发达国家纷纷关闭了溶剂法生产氯化橡胶的装置。1.2.5水相悬浮法 水相悬浮法是近几年开发出的无四氯化碳溶剂生产氯化
11、橡胶的新技术,是将橡胶,软水,相应的乳化剂分散加入反应器中,在一定的温度和压力下,通过紫外光或游离基引发,通入氯气进行氯化反应,然后脱水,干燥即为氯化橡胶产品。该工艺技术的优点是:工艺流程简单,声调溶剂回收及溶剂干燥流程赫然设备;操作环境好,无四氯化碳污染及含氯废水排放;生产成本低,产品性能优异。该方法已成为21世纪氯化橡胶的主要生产方法。2. 国内外氯化橡胶的发展情况2.1国外工艺技术进展根据修订后的“蒙特利尔议定书”规定,发达国家已于1995年底关闭四氯化碳溶剂法生产氯化橡胶装置,而采用水相悬浮法新技术。日本旭日电化株式会社采用一种叫“Asahi Dehka”法的水相悬浮法氯化技术于199
12、6年4月在日本鹿儿岛建成800ta无四氯化碳生产氯化橡胶工业装置。日本山阳国策纸浆公司也于1995年3月建成10kta非四氯化碳生产装置。除此之外,还有吉昂化学,积水化学等均成功开发出水相悬浮法工艺。该方法的工艺特点为:现将处理好的稳定天然橡胶乳化,加入盐酸水溶液中进行酸化处理,在表面活性剂存在下,调配成橡胶水乳液,在温度为20下边搅拌边通氯,在反应开始时,加入自由基引发剂,同时在紫外光照下,氯化反应2小时,然后升温至40 ,在此温度下氯化2小时,最后升温至70深度氯化6小时,反应结束后,进行后处理,得到含氯量大于65的氯化橡胶。德国拜耳公司则成功开发了溶剂交换法。2.1.1外国一些公司的专利
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