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(shí)際生產(chǎn)過(guò)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(wèn)題。如果現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)人員未及時(shí)解決順丁橡膠聚合掛膠現(xiàn)象問(wèn)題，就很容易對(duì)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(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備發(fā)生損壞問(wèn)題。針對(duì)于此，為妥善解決順丁橡膠聚合掛膠現(xiàn)象問(wèn)題，本文主要結(jié)合順丁橡膠聚合掛膠原因，對(duì)具體解決方法進(jìn)行總結(jié)歸納，以供參考。

關(guān)鍵詞：順丁橡膠;聚合掛膠問(wèn)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(shì)方面更加突出。與此同時(shí)，順丁橡膠動(dòng)負(fù)荷下發(fā)熱相對(duì)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(qiáng)得多。最重要的是，因順丁橡膠所具備的優(yōu)勢(shì)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(lái)，隨著我國(guó)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(qiáng)的可行性。然而從生產(chǎn)角度上來(lái)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(wèn)題，尤其體現(xiàn)在溶液聚合法生產(chǎn)順丁橡膠過(guò)程當(dāng)中，亟待解決。

1 順丁橡膠聚合掛膠現(xiàn)象問(wèn)題的原因分析

結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，掛膠問(wèn)題基本上可以視為順丁橡膠生產(chǎn)中常見(jiàn)的現(xiàn)象問(wèn)題，如果不加以切實(shí)解決，很容易對(duì)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(lái)說(shuō)，順丁橡膠聚合掛膠現(xiàn)象問(wèn)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(shí)，此時(shí)掛膠現(xiàn)象問(wèn)題明顯嚴(yán)重化，甚至還伴有膠團(tuán)形成。雖然近些年來(lái)大量研究學(xué)者針對(duì)順丁橡膠聚合掛膠現(xiàn)象問(wèn)題進(jìn)行了深度研究與分析，但是未能生成切實(shí)可行的方法措施直接解決生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的掛膠現(xiàn)象[1]。只能通過(guò)識(shí)別與掌握聚合掛膠原因，采取針對(duì)性方法措施加以調(diào)整優(yōu)化。經(jīng)過(guò)總結(jié)歸納來(lái)看，影響順丁橡膠聚合掛膠現(xiàn)象問(wèn)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(guò)程中，上述原料中所含有的雜質(zhì)會(huì)在聚合系統(tǒng)中逐漸積累。當(dāng)積累到一定程度時(shí)，會(huì)對(duì)聚合反應(yīng)全過(guò)程造成不良影響。其中，當(dāng)雜質(zhì)含量明顯超過(guò)限定范圍之后，會(huì)加速凝膠問(wèn)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(huì)對(duì)凝膠問(wèn)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(lái)說(shuō)，聚合系統(tǒng)中的水含量變化往往會(huì)對(duì)聚合分子結(jié)構(gòu)以及聚合反應(yīng)過(guò)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(guò)量的水，可以直接殺死活性種。因此，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)人員應(yīng)該對(duì)聚合系統(tǒng)中的水含量問(wèn)題進(jìn)行嚴(yán)格控制。

1.3聚合釜操作

聚合釜操作過(guò)程要求現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)人員應(yīng)該對(duì)原料進(jìn)料量以及各種催化劑的配置使用問(wèn)題予以高度重視。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)人員還需要對(duì)注水量問(wèn)題進(jìn)行嚴(yán)格控制。如果現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)人員對(duì)上述用量問(wèn)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(wèn)題，往往就會(huì)引發(fā)聚合反應(yīng)異常現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)聚合反應(yīng)異常現(xiàn)象，大量凝膠會(huì)在短時(shí)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(wèn)題的解決方法分析

結(jié)合上述原因分析來(lái)看，若想妥善解決順丁橡膠聚合掛膠問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)人員需要重點(diǎn)針對(duì)上述影響因素進(jìn)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(guò)程高效、平穩(wěn)。為消除或者減少順丁橡膠聚合掛膠問(wèn)題帶來(lái)的負(fù)面影響，建議現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)人員可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行妥善解決：

2.1 重點(diǎn)控制原料質(zhì)量，減少聚合掛膠現(xiàn)象問(wèn)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(wú)法得到切實(shí)保障，并且雜質(zhì)數(shù)量相對(duì)過(guò)多，那么順丁橡膠在聚合生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的掛膠現(xiàn)象問(wèn)題將會(huì)越加嚴(yán)重。最重要的是，某些原料中的雜質(zhì)成分可能會(huì)對(duì)催化劑產(chǎn)生毒化影響，難以保障活性種的有效生成。針對(duì)于此，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)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(duì)丁二烯純度以及各類雜質(zhì)含量進(jìn)行嚴(yán)格控制。通過(guò)保障丁二烯純度達(dá)標(biāo)促使原料純度波動(dòng)范圍得以有效縮小。除此之外，對(duì)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(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)在進(jìn)廠應(yīng)用之前做好質(zhì)量檢測(cè)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(huì)對(duì)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(yàn)來(lái)看，在催化劑用量以及配比設(shè)計(jì)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(jìn)行重點(diǎn)研究與分析。并結(jié)合裝置工藝特點(diǎn)以及設(shè)備系統(tǒng)情況，選擇最優(yōu)的催化劑配比進(jìn)行應(yīng)用，以降低順丁橡膠聚合掛膠率。

2.3 及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，保障聚合操作過(guò)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(guò)程高效穩(wěn)定的重要方式。其中，及時(shí)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(shí)際裝置生產(chǎn)過(guò)程中，工藝技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)生產(chǎn)操作參數(shù)以及工藝指標(biāo)進(jìn)行合理確定。并結(jié)合順丁橡膠實(shí)際生產(chǎn)需求，對(duì)操作規(guī)程進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。與此同時(shí)，生產(chǎn)人員應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際情況對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。并嚴(yán)格按照操作規(guī)程要求，對(duì)原料的用量以及催化劑配比問(wèn)題進(jìn)行合理控制，以期可以從根本上減少聚合掛膠問(wèn)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(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)人員應(yīng)該主動(dòng)結(jié)合順丁橡膠聚合掛膠原因以及具體表現(xiàn)，從多個(gè)方面加強(qiáng)對(duì)順丁橡膠聚合掛膠問(wèn)題的控制管理。如可通過(guò)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(wèn)題帶來(lái)的負(fù)面影響。除此之外，現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)人員應(yīng)該對(duì)裝置運(yùn)行條件進(jìn)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(xiàn)：

[1]朱則剛. 解讀橡膠制品的成型方法概要[J]. 中國(guó)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(jìn)展[J]. 橡膠科技，2020，18（10）：556-558.

[3]馮志強(qiáng). 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.