順丁橡膠聚合掛膠的原因及解決方法

劉巖 何慶峰 盧軍峰

摘要：順丁橡膠在實際生產(chǎn)過程中容易受到不確定因素的影響，頻繁出現(xiàn)聚合掛膠現(xiàn)象問題。如果現(xiàn)場生產(chǎn)人員未及時解決順丁橡膠聚合掛膠現(xiàn)象問題，就很容易對順丁橡膠生產(chǎn)質(zhì)量以及生產(chǎn)效率產(chǎn)生負(fù)面影響。嚴(yán)重時，可能會導(dǎo)致機械設(shè)備發(fā)生損壞問題。針對于此，為妥善解決順丁橡膠聚合掛膠現(xiàn)象問題，本文主要結(jié)合順丁橡膠聚合掛膠原因，對具體解決方法進行總結(jié)歸納，以供參考。

關(guān)鍵詞：順丁橡膠;聚合掛膠問題;原因分析;解決方法

引言：順丁橡膠主要是指順式-1，4-聚丁二烯橡膠，屬于合成橡膠的領(lǐng)域范疇。與天然橡膠以及丁苯橡膠相比而言，順丁橡膠在耐寒性以及耐磨性優(yōu)勢方面更加突出。與此同時，順丁橡膠動負(fù)荷下發(fā)熱相對較少，所表現(xiàn)出的耐老化性能要比傳統(tǒng)天然橡膠以及丁苯橡膠強得多。最重要的是，因順丁橡膠所具備的優(yōu)勢性能比較突出，基本上可以與天然膠、丁腈橡膠并用。近些年來，隨著我國順丁橡膠生產(chǎn)力度的不斷增大，所生產(chǎn)的順丁橡膠逐漸應(yīng)用于化工生產(chǎn)、工程建設(shè)以及體育用品等專業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，具有較強的可行性。然而從生產(chǎn)角度上來看，順丁橡膠在生產(chǎn)作業(yè)期間容易受到不穩(wěn)定因素影響而出現(xiàn)掛膠問題，尤其體現(xiàn)在溶液聚合法生產(chǎn)順丁橡膠過程當(dāng)中，亟待解決。

1 順丁橡膠聚合掛膠現(xiàn)象問題的原因分析

結(jié)合以往的經(jīng)驗來看，掛膠問題基本上可以視為順丁橡膠生產(chǎn)中常見的現(xiàn)象問題，如果不加以切實解決，很容易對裝置系統(tǒng)應(yīng)用質(zhì)量以及產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。一般來說，順丁橡膠聚合掛膠現(xiàn)象問題的出現(xiàn)通常與凝膠生成量相關(guān)。所謂的凝膠主要是指順丁橡膠聚合反應(yīng)期間所生成的網(wǎng)狀大分子不溶物。當(dāng)聚合體系中所生成的凝膠量逐漸加大時，此時掛膠現(xiàn)象問題明顯嚴(yán)重化，甚至還伴有膠團形成。雖然近些年來大量研究學(xué)者針對順丁橡膠聚合掛膠現(xiàn)象問題進行了深度研究與分析，但是未能生成切實可行的方法措施直接解決生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的掛膠現(xiàn)象[1]。只能通過識別與掌握聚合掛膠原因，采取針對性方法措施加以調(diào)整優(yōu)化。經(jīng)過總結(jié)歸納來看，影響順丁橡膠聚合掛膠現(xiàn)象問題的原因主要如下：

1.1原料質(zhì)量

溶液聚合法所涉及到的原料種類較多，主要以丁二烯、催化劑等為主。在聚合反應(yīng)過程中，上述原料中所含有的雜質(zhì)會在聚合系統(tǒng)中逐漸積累。當(dāng)積累到一定程度時，會對聚合反應(yīng)全過程造成不良影響。其中，當(dāng)雜質(zhì)含量明顯超過限定范圍之后，會加速凝膠問題的形成速率。舉例而言，丁二烯原料中的乙腈以及分類等物質(zhì)含量通常會對凝膠問題的形成產(chǎn)生重要影響。

1.2聚合系統(tǒng)中的水含量

一般來說，聚合系統(tǒng)中的水含量變化往往會對聚合分子結(jié)構(gòu)以及聚合反應(yīng)過程產(chǎn)生影響。舉例而言，聚合系統(tǒng)中的水能夠與催化劑之間發(fā)生反應(yīng)，并生成活性種物質(zhì)。但是過量的水，可以直接殺死活性種。因此，現(xiàn)場生產(chǎn)人員應(yīng)該對聚合系統(tǒng)中的水含量問題進行嚴(yán)格控制。

1.3聚合釜操作

聚合釜操作過程要求現(xiàn)場生產(chǎn)人員應(yīng)該對原料進料量以及各種催化劑的配置使用問題予以高度重視。同時，現(xiàn)場生產(chǎn)人員還需要對注水量問題進行嚴(yán)格控制。如果現(xiàn)場生產(chǎn)人員對上述用量問題并未加以嚴(yán)格控制并且存在工藝參數(shù)與加工量不匹配問題，往往就會引發(fā)聚合反應(yīng)異?，F(xiàn)象。一旦出現(xiàn)聚合反應(yīng)異常現(xiàn)象，大量凝膠會在短時間內(nèi)迅速產(chǎn)生，最終形成掛膠現(xiàn)象[2]。

2 順丁橡膠聚合掛膠問題的解決方法分析

結(jié)合上述原因分析來看，若想妥善解決順丁橡膠聚合掛膠問題，現(xiàn)場生產(chǎn)人員需要重點針對上述影響因素進行合理調(diào)控與嚴(yán)加管理，以確保順丁橡膠生產(chǎn)作業(yè)過程高效、平穩(wěn)。為消除或者減少順丁橡膠聚合掛膠問題帶來的負(fù)面影響，建議現(xiàn)場生產(chǎn)人員可以從以下幾個方面進行妥善解決：

2.1 重點控制原料質(zhì)量，減少聚合掛膠現(xiàn)象問題

原料質(zhì)量作為影響順丁橡膠聚合生產(chǎn)反應(yīng)的重要因素。如果原料質(zhì)量無法得到切實保障，并且雜質(zhì)數(shù)量相對過多，那么順丁橡膠在聚合生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的掛膠現(xiàn)象問題將會越加嚴(yán)重。最重要的是，某些原料中的雜質(zhì)成分可能會對催化劑產(chǎn)生毒化影響，難以保障活性種的有效生成。針對于此，現(xiàn)場生產(chǎn)人員應(yīng)該加強對丁二烯、催化劑等重要原料的質(zhì)量控制管理。

以丁二烯為例，生產(chǎn)人員應(yīng)該結(jié)合順丁橡膠生產(chǎn)要求對丁二烯純度以及各類雜質(zhì)含量進行嚴(yán)格控制。通過保障丁二烯純度達(dá)標(biāo)促使原料純度波動范圍得以有效縮小。除此之外，對于各類催化劑以及助劑的應(yīng)用管理，應(yīng)該按照質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)在進廠應(yīng)用之前做好質(zhì)量檢測工作，減少聚合掛膠現(xiàn)象的出現(xiàn)可能。

2.2 適當(dāng)優(yōu)化催化劑配比，降低順丁橡膠聚合掛膠率

催化劑用量情況在一定程度上會對順丁橡膠聚合掛膠程度產(chǎn)生直接影響。結(jié)合以往的經(jīng)驗來看，在催化劑用量以及配比設(shè)計方面應(yīng)該結(jié)合原料質(zhì)量情況以及聚合反應(yīng)溫度進行重點研究與分析。并結(jié)合裝置工藝特點以及設(shè)備系統(tǒng)情況，選擇最優(yōu)的催化劑配比進行應(yīng)用，以降低順丁橡膠聚合掛膠率。

2.3 及時調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，保障聚合操作過程高效、穩(wěn)定

科學(xué)合理的規(guī)范操作是保障聚合操作過程高效穩(wěn)定的重要方式。其中，及時調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)是影響聚合操作效果的重要因素。因此在實際裝置生產(chǎn)過程中，工藝技術(shù)人員應(yīng)該對生產(chǎn)操作參數(shù)以及工藝指標(biāo)進行合理確定。并結(jié)合順丁橡膠實際生產(chǎn)需求，對操作規(guī)程進行調(diào)整優(yōu)化。與此同時，生產(chǎn)人員應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)實際情況對工藝參數(shù)進行適當(dāng)調(diào)整。并嚴(yán)格按照操作規(guī)程要求，對原料的用量以及催化劑配比問題進行合理控制，以期可以從根本上減少聚合掛膠問題的出現(xiàn)[3]。

結(jié)論：總而言之，為有效解決順丁橡膠聚合掛膠問題，現(xiàn)場生產(chǎn)人員應(yīng)該主動結(jié)合順丁橡膠聚合掛膠原因以及具體表現(xiàn)，從多個方面加強對順丁橡膠聚合掛膠問題的控制管理。如可通過合理控制原料質(zhì)量以及合理匹配催化劑用量等，消除順丁橡膠聚合掛膠問題帶來的負(fù)面影響。除此之外，現(xiàn)場生產(chǎn)人員應(yīng)該對裝置運行條件進行適當(dāng)健全與優(yōu)化，盡量保障聚合反應(yīng)始終處于最佳狀態(tài)。

參考文獻：

[1]朱則剛. 解讀橡膠制品的成型方法概要[J]. 中國輪胎資源綜合利用，2021（02）：39-48.

[2]趙姜維，李建成，徐林，辛益雙. 順丁橡膠凝聚用分散劑的應(yīng)用進展[J]. 橡膠科技，2020，18（10）：556-558.

[3]馮志強. 淺談順丁橡膠聚合掛膠的原因分析及解決方法[J]. 化工管理，2019（17）：135.