顺丁橡胶聚合挂胶的原因分析及解决办法

顺丁橡胶聚合挂胶的原因分析及解决办法

李俊峰

大庆石化公司化工三厂，黑龙江省大庆市 163000

摘要：我国自上世纪六十年代起开始研究顺丁橡胶技术，并于70年代建成装置并投入生产使用。现阶段我国顺丁橡胶技术已经处于世界先进水平行列，为国家化工行业的发展奠定着坚实的基础。目前顺丁橡胶技术主要采用镍系催化剂溶液聚合法进行橡胶生产，在实际生产过程中，容易出现挂胶现象而引起设备的堵塞，最终影响橡胶生产质量以及造成机器设备的损坏。本文将通过对顺丁橡胶聚合挂胶原因进行相关分析，并提出相应的解决措施和应对策略，以望能为有效提高顺丁橡胶的生产质量提供有益参考。

关键词：顺丁橡胶；聚合挂胶；原因；应对；措施

前言

目前我国多数采用的是溶液聚合法生产顺丁橡胶，镍系催化剂溶液聚合法一般采用芳烃、脂肪烃作为聚合溶液，并以丁二烯单体为原料，以正己烷为溶剂，以环烷酸镍、三异丁基铝和三氟化硼乙醚络合物为催化剂。由于各方面的因素影响，溶液聚合法生产顺丁橡胶过程中，容易出现挂胶情况。顺丁橡胶生产过程中的挂胶问题会造成顺丁橡胶聚合设备堵塞，使得橡胶聚合困难，同时也会影响到橡胶质量，顺丁橡胶生产周期也会因此延长。因此，为保证橡胶质量以及保证橡胶生产周期，对顺丁橡胶聚合过程中出现挂胶的原因进行相关的研究和分析，并找出相应的解决方法和应对措施，具有非常必要的现实意义。

一、顺丁橡胶聚合挂胶的原因

当前国内橡胶行业获得了快速发展，顺丁橡胶的需求以及生产数量逐步增加，但是因为橡胶聚合挂胶而引发的质量问题屡见不鲜，所以要想确保顺丁橡胶的质量以及性能稳定，提高其生产效率，则需要对其挂胶原因进行深入分析。

顺丁橡胶生产过程中出现的聚合挂胶不仅与生产设备的结构有关，还与溶液的成分有关。首先我们可以从研究挂胶成分着手，通过对顺丁橡胶挂胶过程实施研究得知导致该现象出现的一个重要原因就是凝胶。挂胶是由一种凝胶组成，含量大约在30%左右，挂胶的产生与凝胶生成量有关。在顺丁橡胶聚合阶段，会有一系列反应产生，因为凝胶形成了网状大分子不溶物，所以其存在于挂胶现象的材料中，且其含量相较于普通情况要高得多，且产生较大面积凝胶团。概括说来影响凝胶含量增加的具体原因又可以分为以下几种：

第一，原料质量的影响。如果参与聚合应过程中的原料掺有杂质，且杂质含量过高，超过了一定的标准范围，就会增加凝胶含量，从而引发挂胶问题。

第二，聚合釜操作的影响。在保证原料质量、催化剂合理的前提下，如果聚合釜的工艺以及加工量不匹配的情况下，容易造成聚合困难，引起凝胶团产生。

第三，橡胶生产过程中出现挂胶也与催化剂的用量有关，催化剂用量越少，且催化剂的质量越好，产生挂胶的几率就会越小。因此，控制好催化剂的用量以及质量，是减少橡胶聚合挂胶情况的有效方法之一。不过值得一提是控制好催化剂用量还应注意对催化剂的配比浓度，有效保证催化剂的正常使用和效率提升。

二、顺丁橡胶聚合挂胶的解决办法

（一）提高原料质量

众所周知，生产原料是所有产品的基础环节，只有保证原料质量，才能保证后期的生产质量。因此，顺丁橡胶生产过程中，保证原料的质量，是保证后期橡胶生产质量的前提。原料质量的把控上可以从以下几个方面来进行：

第一，如果掺有杂质，在生产过程中会使聚丁二稀分子链发生转换，不利于聚合反应的形成，同时也会导致凝胶的形成，出现挂胶现象。因此应必须保证原料符合相关的生产标准，并且杂质数量不能超过一定的范围数值。

第二，针对原料丁二稀质量进行严格把控，可以选用一种丁二稀抽提装置，控制好产品的馏出口，同时要保证乙腈、醇类 、酚类的含量，保证原料丁二烯的水度、纯度的指标都在标准范围之内，以保证聚合釜的反应。除此之外，还要定期对聚合釜和管道进行清理，避免杂质进入到生产过程当中。

第三，保证原料丁二稀的纯度同时，还要控制好C5的含量，C5含量的增加，也会增加挂胶的产生概率。对各类原料的质量保证还应从厂家源头控制，采购部门应货比三家，选择质量优且价格实惠的厂家合作，并且做好产品的验收环节的工作，保证原材料进入生产前的质量是完好的。

（二）减少催化剂的用量

前文提到，催化剂的用量对生产过程中的挂胶现象有着直接的影响。因此要解决顺丁橡胶聚合挂胶问题，还要从催化剂用量方面进行控制。首先催化剂的合理用量应当是建立在原料的质量、产品种类以及生产过程中聚合温度的实际情况上。相关的工作人员应制定一个合理的符合原料及各方面条件特点的催化剂匹配表。合理选择催化剂陈化方式，保证催化剂陈化条件符合生产标准。其次，在减少催化剂用量的同时，还应保证催化剂的质量和纯度，只有有效保证催化剂的质量，才能提高催化剂中铝含量的提高，从而提高凝胶的溶解度，提升催化剂的催化效率，最终减少发生挂胶问题的概率。

（三）稳定聚合操作

良好的工艺水平以及规范的操作方式，也是保证顺丁橡胶生产质量的重要措施之一。为有效保证设备的正常转化率以及稳定性，在实际的装置操作过程中，技术人员应当合理规范自身的行为，严格按照装置的数据参数，遵守相关的操作流程，保证设备的聚合反应。尽可能避免因人为因素而导致的设备装置生产过程中橡胶不聚合或者爆聚等问题的发生。另外，技术人员还要注意在操作装置过程中，一旦出现有任何的问题，应及时停止操作，防止聚合反应波动过快，而导致聚合挂胶严重。最后，进行稳定首釜操作，技术人员在生产过程中，还应注意聚合釜的稳定性，聚合釜的动力粘度过大，也会导致催化剂分散不均匀而发生局部浓度过大，局部浓度过小，粘性不大的情况，增加凝胶或者挂胶的现象。

(四)控制聚合加水量

水在顺丁橡胶聚合反应中的作用是双重的，当水的含量在合适的范围值当中时，水可以作为一种催化剂，加快聚合反应的速度，促进三氟化硼乙醚络合物生成HF，从而生成活性种，有利于聚合反应的发生。当水的含量超过一定的范围值时，水就会变成聚合反应过程中杂质，并且与AI-Ni陈化液发生反应，析出一种白色晶体，破坏活性种，不利于聚合反应。因此，解决好顺丁橡胶聚合挂胶的问题，还应当合理控制好聚合加水量。

三、结语

综上所述，溶液聚合法是目前我国顺丁橡胶生产使用较为广泛的一种生产方法。而聚合挂胶现象在溶液聚合生产过程中时有发生，是影响橡胶产品的质量最大因素之一，因此相关的企业部门和技术人员应加强重视挂胶方面的问题，积极采取措施来解决，才能有效保证顺丁橡胶的质量和生产效益。通过研究分析得出以下措施：提高原材料质量，保证原材料合格的前提下，有效减少催化剂的使用量、合理增加聚合反应过程中的加水量，同时在规定范围的操作准则下，稳定好装置设备等方面内容。以上种种措施能有效针对挂胶现象产生的原因，并可以很好控制聚合反应中凝胶的增加，控制好挂胶现象的发生。最终进一步提高顺丁橡胶的质量，提升橡胶生产效率。

参考文献： 

[1] 冯志强.浅谈顺丁橡胶聚合挂胶的原因分析及解决方法[J].技术管理，2015（06）.

[2] 黄健.镍系顺丁橡胶生产技术[J].化学管理，2016（10）.