按生产工艺，丁苯橡胶(SBR)通常可分为乳液聚 合丁苯橡胶(ESBR)和溶液聚合丁苯橡胶(SSBR) 两大类。ESBR开发历史悠久，生产和加工工艺 成熟，应用广泛，其生产能力、产量和消耗量在 SBR中均占首位，产品结构见表5-1-1，SBR是 兼具多种综合性能的橡胶品种，其生产工艺与 ESBR相比具有装置适应能力强、胶种多样化、 单体转化率高、排污量小、聚合助剂品种少等优 点，是今后的发展方向。
丁苯胶板
丁苯胶粒
丁苯橡胶产品牌号 1.丁苯橡胶产品牌号
表5-1-2 丁苯橡胶的系列牌号
1000系列 1100系列 1200系列 1300系列 1500系列 1600系列 1700系列 1800系列 2000系列 2100系列
高温共聚丁苯橡胶 无填充 高温共聚充炭黑橡胶 高温共聚充油橡胶 高温共聚充油充炭黑橡胶 低温共聚丁苯橡胶 无填充 低温共聚充炭黑橡胶 低温共聚充油橡胶 低温共聚充油充炭黑橡胶 高温共聚丁苯胶乳 低温共聚丁苯胶乳
主要产品牌号和性能
• SBR1500：为污染型非充油丁苯橡胶，由 于用歧化松香酸钾皂作乳化剂，所以胶粘 性和加工性能都高于其他牌号的丁苯橡胶。 物理性能，如抗张强度、抗撕裂和耐磨性 等也都较好。主要用于制造对物理性能要 求较高的橡胶制品，如轮胎胎面、胶鞋和 其他工业品。
主要产品牌号和性能
• SBR1502：为非污染型非充油丁苯橡胶， 由于使用脂肪酸钠皂做乳化剂，用非污染 型的苯乙烯化苯酚和三壬基苯基磷酸脂作 复合防老剂，所以生胶的颜色很浅，胶粘 性能和加工性能都很好，物理性能仅次于 SBR1500。主要用于制作彩色或透明的橡 胶制品，如胶鞋、帆布、白色的轮胎胎侧、 彩色胎面和玩具等。此外，也广泛用于污 染型的黑色制品。
丁苯橡胶的加工性能和物理性能接近天然橡胶，可以与天然橡 胶混合使用作为制造轮胎及其它橡胶制品的原料，它是合成橡胶 中产量最大的品种。丁苯橡胶是单体丁二烯和苯乙烯的共聚物， 其中苯乙烯的含量在20％～30％。
典型的乳液聚合—丁苯橡胶
生产
1、乳液聚合法生产丁苯橡胶的物料体系
原料
单
丁二烯
体
苯乙烯
规格
钠和亚硝酸钠以及多乙烯胺 ）
乳液聚合丁苯橡胶生产工序
• 乳液聚合丁苯橡胶生产包括单体贮存及配 制工序、化学品配制工序、聚合工序、单 体回收工序、胶乳贮存及掺混工序、凝聚 工序、干燥工序及包装工序、氨冷冻工序、 产品贮存及装车设施工序。
乳液聚合反应的应用
丁苯橡胶乳液聚合反应流程
丁二烯
苯乙烯
聚
乳化剂
体工作的团队精神和合作意识。 • 5.事故判断和处理及安全生产意识 • 【工作任务】 • 1.SBR产品辨识 • 2.SBR聚合工艺操作 • 3.生产设备使用及维护 • 4.工艺、设备的事故判断及处理
【课前思考题】
• 1.何谓乳液聚合？该聚合方法有何优点？ • 2.何谓乳化剂？其种类和各自的作用有那些？ • 3.何谓破乳？具体方法有那些？ • 4.目前工业上合成丁苯橡胶的方法有哪几种？
典型的乳液聚合—丁苯橡胶
生产
氨冷却式聚合釜及温度自动记录调节系统 TRCA-温度自动记录调节仪
典型的乳液聚合—丁苯橡胶生产
丁苯乳液聚合法的主要设备——汽提塔
汽提塔设计塔径：2.5～3.0M 汽提塔塔高：16～20M 汽提塔容积为100～120M3 汽提介质：蒸汽 换热（质）方式：逆流
塔内温度：塔顶温度为50℃ ，塔低温度为60℃ 塔内压力：塔顶13.33kPa(绝对压力) ，塔底30kPa
无离子水
氧-还引发剂 分子量调节剂 聚
回收苯乙烯
合
釜
回收丁二烯
合
釜 丁二烯罐
终止剂
5 OC 7~10h C% 60%
转 调 闪蒸
化节
苯
率器
乙
烯
闪蒸
脱 气
泄
塔
料
罐
防老剂 混合罐
倾析槽
盐水、硫酸 凝聚
干 燥 器
包装
典型的乳液聚合—丁苯橡胶
生产
丁苯乳液聚合法的主要工艺
聚合：釜式反应器，多釜串联，连续操作；
具体任务
任务1 生产原料---两种单体的贮存与配制、回收工序 任务2 化学品配制工序 （引发体系） 任务3 化学品配制工序 （乳化体系） 任务4 低温乳液聚合工序（聚合原理） 任务5 低温乳液聚合工序（聚合工艺流程） 任务6 胶乳后处理工序及安全生产与环保
武汉软件工程职业学院
单体贮存及配制工序
• 接收新鲜丁二烯、苯乙烯，接收回收工序 送来的回收丁二烯、苯乙烯。
单元2 丁苯橡胶（SBR）产品生产工艺 乳液聚合定义 乳液聚合的特点 乳液聚合体系的主要组成及其作用
低温乳液聚合生产丁苯橡胶
典型的乳液聚合—丁苯橡胶生产
丁苯橡胶生产的工艺与设备
丁苯橡胶是最早工业化的合成橡胶之一，1933年德国首先用乙 炔为原料制得丁苯橡胶，商品名Buna-S;1942年美国以石油为原料 生产丁苯橡胶，商品名GR－S。
• 1.丁二烯罐区 • 2.苯乙烯罐区
1. 原料配制
回丁
精丁
静态混合器1
回苯
精苯
静态混合器2
静态混合器3
化学品配制工序
• 根据乳液聚合需要，将各种固体、液体化学品按配方要求配制成溶液， 供生产时使用。
• 1.脱盐水接收、输送及热脱盐水的配制、输送 • 2.氢氧化钠的接收与输送 • 3.皂液接收、配制与输送 • 4.活化剂的配制与输送 • 5.终止剂的配制和输送 • 6.除氧剂的配制与输送 • 7.扩散剂的接收与输送 • 8.氯化钾的配制及输送 • 9.消泡剂的配制与输送 • 10.阻聚剂的配制与输送 • 11.凝聚剂的接收、配制与输送 • 12. AM-2的接收、配制与输送 • 13.非污染性防老剂的接收、配制与输送 • 14. 污染性防老剂的接收、配制与输送 • 15. 60℃冷凝液的配制、接收与输送
牌号意义
前两位数表示橡胶品种的主要特征。 主要特征可分别以单体类型、结构含量、结合单 体量、催化体系以及加工方式等表示。 如以SBRl000系列表示热橡胶，SBR1500系列表示 冷聚胶，SBR1600系列表示充炭黑胶。 四位数中后两位数是根据充填情况、污染程度， 门尼粘度或相对分子质量等不同性能编排的序号 。 产品污染程度和充填情况多以第三位数表示，门 尼粘度或相对分子质量以第四位数表示，按低、 中、高顺序编排序号。
• SBR1712：为污染型充油丁苯橡胶，以混 合皂作乳化剂，100份橡胶中加有37.5份高 芳烃油的污染型充油橡胶。该胶种具有优 良的加工性能和耐磨性，广泛用于制造轮 胎胎面、胶管和其它黑色制品。
丁苯橡胶产品性能
1. 外观 非污染型橡胶为无色至浅黄色，污染型橡胶为褐色至棕色的弹性体。 与天然橡胶相比，产品的耐磨、耐老化、耐臭氧、耐水、气密及均 一性能较好，但硫化速度较慢，生热量大，耐寒性及黏结性较差。 2.溶解性能 生胶能溶于苯、甲苯、汽油和氯仿等有机溶剂。 3.稳定性 在储存过程中，物理和化学变化较小。加有防老剂的生胶，在阴暗 地方储存期可达数年之久。 4.氧、热和光的作用 丁苯橡胶在氧、热和光的作用下，会发生降解和解聚作用。开始时 降解占优势，随着时间的延长和温度的升高，解聚过程加速。降解 过程使生胶的可塑性增加，因而硫化胶的扯断力和硬度降低。 5.补强剂对强度的影响 没有填加补强剂的丁苯橡胶的抗张强度和伸长率都比较低，只有加 入补强剂后（碳黑），才具有应用的物理机械性能。
生产
丁苯乳液聚合法的主要设备——聚合反应器
聚合釜形式：釜式反应器； 反应釜（串联）数量： 8～12台（决定停留时间分布） 聚合釜容积：14～26 M3，大型设备已经达到30～45M3。 聚合釜的长径比：1～1.5:1 搅拌器的形式：板框搅拌器和Brumagin型搅拌器（片状平板以一定角
度按照在支臂上）。 搅拌转速：70～100rpm。 反应器的传热：夹套＋内冷凝管 冷却介质：一般采用液氨
电解质(调节CMC，减小胶乳的表面张力,缓冲PH和粘度 )：
K3PO4或KCL ；
典型的乳液聚合—丁苯橡胶
生产
乳液聚合法生产丁苯橡胶的引发剂体系（氧化还原体系) : 氧化剂：有机过氧化物（锰烷过氧化氢、过氧化氢二异丙苯） 还原剂：亚铁盐（硫酸亚铁）
助还原剂：甲醛合次硫酸氢钠（雕白粉） 螯合剂：乙二胺四乙酸钠（EDTA） 链转移剂：正烷基硫醇、十二烷基硫醇 终止剂：二硫代氨基甲酸钠（辅以：多硫化
丁苯橡胶的制备及应用 乳液聚合 (ESBR)属于无定形聚合物，其中耐磨 、耐热、耐自然老化、气密性、永久变形。通过 塑炼、混炼、压延与压出硫化工艺加工制成各种 橡胶制品，因此丁苯橡胶在汽车、电器、制鞋等 行业已获得了广泛的应用。 溶液聚合生产的SSBR）阴离子主要是以丁基锂 作为引发剂使用烷烃或环烷烃为溶剂，醇类为终 止剂，四氢呋喃。但由于SSBR的加工性能较差， 其应用并没有得到较快的发展。70年代末期，对 轮胎的要求越来越高，对橡胶的结构和性能也提 出了更高的要求，加之聚合技术的进步，使SSBR 得到较快的发展。
案； • 3.初步具备参与组织装置相关岗位开停车工作能
力； • 4.能对生产设备进行操作，对一些常见的电气仪
表故障进行判断； • 5.能判断并处理生产岗位常见的工艺、设备故障。
【学习目标】
• 【素质目标】 • 1.进入职业角色形成基本职业观念 • 2.SBR产品辨识 • 3.设备使用及维护 • 4.小组成员分工合作，共同解决问题，体现出集
上课啦 请做好准备
高聚物生产技术
环境与生化工程系 全国高职高专规划教材项目化教学
主讲 陈咏梅
模块二 典型高聚物产品生产技术
项目2.3 丁苯橡胶生产技术
【学习目标】
• 【知识目标】 • 1.了解丁苯橡胶生产的原料、助剂的选择和应用 • 2.理解丁二烯与苯乙烯共聚合的反应原理 • 3.掌握丁苯橡胶生产工艺及设备 • 【能力目标】 • 1.能正确辨识SBR产品的牌号、性能、用途 • 2.能收集资料，进行编制SBR生产岗位的生产方