丁二烯-苯乙烯連續(xù)溶液共聚合模試研究.pdf

1、溶聚丁苯橡膠(SSBR)是合成橡膠的主要膠種之一。通過分子設(shè)計的手段，以烷基鋰為引發(fā)劑，經(jīng)陰離子溶液聚合，可以合成出汽車輪胎所需的低滾動阻力和高抗?jié)窕缘腟SBR胎面用膠。近年來隨著汽車工業(yè)和高速公路的不斷發(fā)展，SSBR的需求比例持續(xù)增長。自溶聚丁苯實現(xiàn)工業(yè)化以來，國外越來越多的廠家采用了連續(xù)聚合法。與間歇法相比，連續(xù)法表現(xiàn)出了其獨特的優(yōu)點如：聚合物結(jié)構(gòu)和質(zhì)量均一、生產(chǎn)效率提高、工藝容易操作和調(diào)整等等。但是需要解決的一個主要問題是反應(yīng)釜

2、內(nèi)凝膠的抑制。反應(yīng)器中產(chǎn)生的凝膠，導(dǎo)致反應(yīng)器的堵塞，從而過早地終止反應(yīng)器的周期運行，凝膠的形成也嚴重影響聚合物的均一性、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，即阻礙了連續(xù)聚合的發(fā)展。抑凝劑的作用是通過鏈轉(zhuǎn)移或鏈終止以減少可增長的大“活性”分子鏈的數(shù)目，以及凝膠的產(chǎn)生。 本文在建立丁二烯/苯乙烯陰離子連續(xù)溶液共聚合模試裝置的基礎(chǔ)上，對以正丁基鋰(n-BuLi)，四氫呋喃((THF)或四甲基乙二胺(TMEDA)和環(huán)己烷分別為引發(fā)劑、調(diào)節(jié)劑和溶劑的丁二

3、烯/苯乙烯陰離子連續(xù)溶液共聚進行實驗研究。詳細考察了單體濃度，極性添加劑、物料平均停留時間及聚合溫度等對共聚反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、共聚產(chǎn)物微觀結(jié)構(gòu)、分子量及分子量分布的影響。在實驗研究的基礎(chǔ)上，采用了兩種不同的方法線性回歸法和非線性法建立了連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器中丁二烯/苯乙烯陰離子溶液共聚合數(shù)學(xué)模型，并進行了模型的參數(shù)估計和模擬計算。利用三釜串聯(lián)連續(xù)聚合模試轉(zhuǎn)化率線性模型求得多級串聯(lián)連續(xù)溶液聚合過程中不同引發(fā)劑濃度[n-BuLi](3.58×10-

4、4，6.72×10-4，8.96×10-4mol/l)，不同聚合溫度(50℃、60℃、70℃、80℃、90℃)，不同THF/Li(0、15、30、50、70、100)下的假一級表觀增長反應(yīng)速度常數(shù)kB’、kS’。利用非線性模型對三釜串聯(lián)連續(xù)溶液聚合產(chǎn)品偶聯(lián)SSBR-a的不同單體濃度，不同調(diào)節(jié)劑用量THF/Li，直鏈SSBR-b不同調(diào)節(jié)劑用量THF/Li，不同反應(yīng)溫度，SSBR-c的不同調(diào)節(jié)劑用量TMEDA/Li的動力學(xué)進行了研究，求取了