探討順丁橡膠聚合反應及技術改造

居添虎(四川石化公司生產六部,四川 彭州 611930)

聚合反應身為有機化學中的一個主要反應，分成縮聚反應以及加聚反應兩方面。低分子單體通過化學變化變成聚合物。而有許多反應及合成橡膠相關，例如：聚加成反應、縮合聚合、加成聚合、開環聚合等。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變為高分子聚合物。而鎳系丁二烯溶液的構成則為此原理。

1 順丁橡膠聚合反應的過程

1.1 鏈引發過程

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。針對間斷聚合過程而言，鏈引發階段時經過催化劑融入聚合反應器到聚合反應開始時期。聚合誘導期則為鏈引發階段使用的時間，由于聚合活性的減少，誘導期會隨之延長。

1.2 鏈增長過程

將丁二烯分子融入到增長鏈段絡合物而形成的現象稱之為鏈增長。不斷插進丁二烯分子，聚丁二烯大分子可以較快構成。通過鏈增長可以看出，聚合反應中的很多丁二烯分子的融入，令丁二烯單體分析的數目逐漸降低，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動力學研究提供條件。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鍵放出的能量遠比打開一個Л鍵所需的能量高很多，因此，聚合反應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。據有關資料顯示，C-C鍵能為612kJ/moL，C-C鍵能為347kJ/moL，由此可以看出，C-C雙鍵內的7c鍵鍵能為265kJ/moL，以此進行核算獲得丁二烯聚合反應熱是82kJ/moL。受到丁二烯Л電子共軛效應的影響，在4個碳原子周圍存在4個Л電子分布，一個大Л鍵的構成，打開大Л鍵遠比打開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，遠比預期值低[1]。

1.3 鏈轉移過程

鏈轉移實質活性分子鏈經由鏈增長的過程乃至體系中的丁二烯造成影響，活性種轉至單體丁二烯分子的過程。在鏈轉移時期，原分子鏈失去活性，變成惰性分子鏈，嶄新的活性分子鏈就此產生，活性種的數額沒有造成變動。因此，鏈轉移并未對聚合反應速度有所影響，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移能力，構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。鏈轉移終止構成以及雜質終止方式體現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引發撞擊，消除活性種，令活性鏈變成惰性分子鏈的過程稱之為雜質終止方式。雜質終止反應需要活化能較低，擴散與碰撞幾率對反應速度會構成影響，在雜質和活性鏈撞擊時，活性種被消除，活性數額繼續下降。在很多化學或物理效應的作用下，活性種在鏈增長時期向單體丁二烯分子運轉，原活性鏈變為惰性分子鏈的過程稱為鏈轉移終止方式。鏈轉移終止方式是鎳催化體系丁二烯同業凝聚過程里大部分惰性連的產生形式。

2 限制聚合反應的因素

假如需將聚合反應限制于可控范圍中，則需將和聚合反應有關的所有因素考量在內。因此對這些因素要給出充分了解。對聚合反應引發作用的條件有許多，例如：所應用的原材料純度、所具備的有害雜質比率，以及反應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。鋁劑在陳化反應之前比重較重，反應以后會變成活性中心，雜質對此時的鋁劑早已無法造成影響[2]。

3 對其技術的改進

透過以上分析，能夠了解在此反應內引發的影響因素較多，讓產生的問題可以獲得快速的解決，正常進行工作。對于生產工作而言，工作人員在調查丁油濃度時，則會令反應速度產生較大的起伏，形成許多不穩定狀況。假如催化劑以及丁油的濃度產生改變，不僅會令反應速度產生變動，還會由于速度的變動間接產生變化，不僅會令反應速度產生變化，還會由于速度的變化間接對橡膠的產品品質造成影響。因此，在平常的工作生產里通常會透過調整丁油的進料溫度以及溫差對反應速度進行調整。此后的反應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。源于以上因素，在生產工作時，透過調節首釜反應溫度能夠實現有效控制反應速度的目標。

4 結語

總而言之，對于催化劑配方和配比的調節過程主要通過調節聚合反應溫度進行，并確保催化劑配方和配比不會失衡，只有科學的進行配比，才可以真正確保聚合反應能夠正常的進行。

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

[2]史鋒，梁梅，盧燦輝.固相剪切粉砰制備聚丙烯、碳纖維復合材料及性能研究[J].塑料工業,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.