Требования, предъявляемые к каучукам. Свойства и применение бутадиен-стирольных каучуков. Способы получения бутадиен-стирольного каучука полимеризацией в растворе и в эмульсии, их стадии и схемы процесса. Расчёт материального баланса производства.
Аннотация к работе
Цель исследования: провести литературный обзор по производству бутадиенстирольного каучука различными способами, сополимеризацией бутадиена и стирола, в частности. Актуальность исследования: актуальность исследования производства каучука состоит в том, что в результате быстрого развития промышленных отраслей в начале XX века, появилась огромная потребность в каучуке. Целый ряд событий повлиял на изобретение синтетического каучука: индустриальная революция, прогресс в моторостроении, две мировые войны, растущий спрос на каучук и дефицит натурального каучука спровоцировали мировой спрос на эластомеры. Каучуки - это эластичные материалы, из которых методом вулканизации(нагреванием с серой) получают резину. Из каучуков изготовляют покрышки и камеры для колес самолетов, автомобилей и велосипедов.И все бы забыли про макинтоши и галоши, если бы не американец Чарльз Нельсон Гудьир, который верил, что из каучука можно создать хороший материал. Однако Гудьир упорно смешивал каучук со всем подряд: с солью, перцем, песком, маслом и даже с супом и, в конце концов, добился успеха. В 1839 он обнаружил, что добавляя в каучук немного серы и нагревая, можно улучшить его прочность, твердость, эластичность и тепло-и морозоустойчивость. С этого времени начинается бурный рост производства каучука. Сравнительные свойства растворных бутадиенстирольных каучуков и каучуков, получаемых эмульсионной полимеризацией (типа СКС-30 АРК), приводятся ниже: По комплексу других физических и химических свойств эти каучуки близки друг к другу.Бутадиенстирольные каучуки (дивинил-стирольные каучуки, БСК, СКС, СКМС, ДССК, америпол, интол, карифлекс, крилен, нипол, плайофлекс, SBR, синпол, солпрен, стереон, тьюфден, филпрен, юниден) - синтетические каучуки, продукты сополимеризации бутадиена (I) и стирола (II) общей формулы: Бутадиенстирольный каучук, выпускается в широком ассортименте и большом объеме, что объясняется относительной доступностью исходных мономеров (бутадиена и стирола), высокой однородностью свойств и хорошим качеством получаемого полимера, а также освоенной технологией производства. Цифры в обозначении марки каучука отражают содержание стирола (в масс. ч.) в 100 масс. ч. полимера. Компоненты шихты подаются на смешение в диафрагмовый смеситель 8 из мерников 1-4, а затем направляются на тонкую химическую очистку от микропримесей в аппарат с мешалкой и рубашкой 9, куда из мерников 5 и 6 подаются растворы литийорганических соединений в гексановой фракции. Оттитрованные до слабо-коричневой окраски компоненты шихты через соответствующие смотровые фонари сливаются в мерники 10, 11 и 12, откуда насосами 13, 14 и 15 дозируются в полимеризатор 16 в такой последовательности: вначале из мерника 10 насосом 15 подается рассчитанное количество растворителя, затем из мерника 11 насосом 14 загружается половина стирола, после чего из мерника 24 - необходимое количество раствора катализатора. Недостатком этого способа являются значительные потери энергоресурсов, в частности электроэнергии, потребляемой двигателями каждого насоса для подачи раствора полимера на соответствующую систему дегазации каучука, сложность регулирования давления в линии подачи раствора полимера путем сброса на всас насоса, что способствует увеличению удельных расходов электроэнергии, неудовлетворительный фракционный состав крошки каучука, а также потери мелкой крошки каучука с избытком циркуляционной воды.Проанализировав литературные источники, я пришел к выводу, что синтетические каучуки широко используются в промышленности и в быту. Из каучуков изготавливаются специальные резины огромного разнообразия уплотнений для целей тепло-, звуко-, воздухо-гидроизоляции разъемных элементов зданий, в санитарной и вентиляционной технике, в гидравлической, пневматической и вакуумной технике. Бутадиенстирольный каучук является одним из самых распространенных промышленно выпускаемых каучуков общего назначения и выпускается в широком ассортименте и большом объеме.
План
Содержание
Введение
Часть 1. Литературный обзор
1.1 Историческая справка
1.2 Свойства и применение бутадиенстирольных каучуков
Часть 2. Технологическая часть
2.1 Способы получения бутадиенстирольного каучука
2.1.1 Способы получения бутадиенстирольного каучука полимеризацией в растворе
2.1.2 Способы получения бутадиенстирольного каучука полимеризацией в эмульсии
Часть 3. Практическая часть
3.1 Материальный баланс процесса
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Цель исследования: провести литературный обзор по производству бутадиенстирольного каучука различными способами, сополимеризацией бутадиена и стирола, в частности. Рассмотреть особенности процесса производства, схемы процесса, а также используемые катализаторы. Сделать выводы по проведенной работе.
Объект исследования: бутадиенстирольный каучук.
Актуальность исследования: актуальность исследования производства каучука состоит в том, что в результате быстрого развития промышленных отраслей в начале XX века, появилась огромная потребность в каучуке. Но натурального каучука было слишком мало для удовлетворения этих потребностей. В этой связи, остро встал вопрос о синтетическом получении каучука. Целый ряд событий повлиял на изобретение синтетического каучука: индустриальная революция, прогресс в моторостроении, две мировые войны, растущий спрос на каучук и дефицит натурального каучука спровоцировали мировой спрос на эластомеры.
Каучуки - это эластичные материалы, из которых методом вулканизации(нагреванием с серой) получают резину. Из каучуков изготовляют покрышки и камеры для колес самолетов, автомобилей и велосипедов. Они применяются для электроизоляции, производства промышленных товаров и медицинских приборов.
В настоящее время на рынке присутствует большое разнообразие каучуков, по свойствам и характеристикам их можно разделить на два крупных сегмента: каучуки общего назначения и каучуки специального назначения.
Каучуки общего назначения используются в тех изделиях, в которых важна сама природа резины и нет каких-либо особых требований к готовому изделию.
Каучуки специального назначения имеют более узкую сферу применения и используются для придания резино-техническому изделию (шинам, ремням, обувной подошве и т.д.) заданного свойства, например, износостойкости, маслостойкости, морозостойкости, повышенного сцепления с мокрой дорогой и т.д. Чаще всего один каучук сочетает в себе несколько свойств, поэтому подбор каучуков в рецептуре резино-технического изделия для определенных областей является тщательной работой технологов.
Спецкаучуки применяются в резино-технической промышленности в гораздо меньших количествах по сравнению с каучуками общего назначения. Области применения каучуков общего назначения и специального назначения также имеют различия. Поэтому в данном обзоре будут подробно рассмотрены только каучуки общего назначения, которые имеют схожие способы получения, переработки и применения.
Свойства синтетических каучуков определяют их области применения. Создание рецептуры резино-технического изделия сопровождается подбором различных видов каучуков, наполнителей, мягчителей и др. Правильное сочетание всех компонентов в рецептуре позволяет получить резино-техническое изделие с заданными свойствами.
Часть 1. Литературный обзор
Вывод
Проанализировав литературные источники, я пришел к выводу, что синтетические каучуки широко используются в промышленности и в быту. Наиболее массовое применение каучуков - это производство резин для автомобильных, авиационных и велосипедных шин. Из каучуков изготавливаются специальные резины огромного разнообразия уплотнений для целей тепло-, звуко-, воздухо- гидроизоляции разъемных элементов зданий, в санитарной и вентиляционной технике, в гидравлической, пневматической и вакуумной технике. Бутадиенстирольный каучук является одним из самых распространенных промышленно выпускаемых каучуков общего назначения и выпускается в широком ассортименте и большом объеме. Производство бутадиенстирольных каучуков может проводиться как в растворе, так и в эмульсии.
Рассмотрены технологии производства эмульсионных и растворных бутадиенстирольных каучуков. По ним, можно сделать вывод. Каучуки, получаемые полимеризацией в растворе, наиболее выгодны с точки зрения, качества и свойств получаемой продукции. По сравнению с эмульсионной полимеризацией достигается практически полная конверсия мономеров, небольшое количество сточных вод или даже полное отсутствие, растворные каучуки не подвергаются деструкции, смешиваются очень хорошо с другими каучуками и др. Но не смотря на все эти плюсы, есть один большой минус, это огромные энерго- и капиталозатраты на производство. Поэтому бутадиенстирольные каучуки, получаемые в эмульсии, остаются актуальными по сей день, в виду их дешевизны.
Список литературы
1. Платэ Н.А., Сливинский Е.В. Основы химии и технологии мономеров. - М.: Наука, 2002.
2. Литвин О.Б. Основы технологии синтеза каучуков. - М., 1972.
3. Башкатов Т.В., Жигалин Я.Л. Технология синтетических каучуков. - М.: Химия, 1980.
4. Чернышев Е.А., Таланов В.Н. Химия элементоорганических мономеров и полимеров. - М.: КОЛОСС, 2011.
5. Юкельсон И.И. Технология основного органического синтеза. М.: «Химия», 2008, 846 с.
6. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Химия, 1969, 670 с.