顺丁橡胶聚合反应过程分析及技术改造

摘要：近年来，在科技水平不断提升的推动作用下，我国的石油化工产业得的了较为快速的发展。在石油化工企业发展过程中，技术应用的改造优化，对于实现企业生产安全与经济效益提升都有着十分重要的现实意义。文章主要对石油化工工艺中顺丁橡胶的聚合反应过程进行了详细分析，对限制聚合反应的因素及改造技术进行了分析、探讨，希望能加深相关人员对于顺丁橡胶聚合反应的认识以及推动生产技术优化提供有益参考。

关键词:顺丁橡胶；丁二烯；聚合反应；技术改造 前言

在顺丁橡胶聚合反应过程中，其实质是单个低分子在经过一系列化学反应的催动下发生聚合反应形成聚合物的过程，但是若是在聚合反应之中添加了合成橡胶，则在整个反应中包括的加聚反应、缩聚反应、聚加反应等。在此过程中，镍系丁二烯溶液发生的聚合反应，也属于加成聚合反应的一种，是不饱和氢键、低分子体双键之间互相加成生产高分子聚合物的反应过程。

一、顺丁橡胶的聚合反应过程分析

顺丁橡胶的主要成分是丁二烯，属于基础性的共轭二烯烃分子，受到催化剂的作用会发加成反应生成聚丁二烯和聚丁二烯大分子。在镍催化环境下，聚丁二烯往往是按照顺式空间的方式进行排列，并且含量占据总成分的95%以上，其他则是由聚丁二烯的反式形式存在。同时，与其他大部分聚合物一样，丁二烯在镍催化剂的反应体系中，催化剂的性质会对其微观结构产生决定性影响。除此之外，丁二烯发生加成聚合反应的过程主要包括以下四个步骤：

（一）链引发

这一过程中主要是受到催化剂的作用，丁二烯的活性被激活，进而发生聚合反应。在这一阶段的反应主要是通过将催化剂添加到丁二烯溶液促进聚合反应发

生的过程，这也是聚合反应发生的关键时期。处于链引发反应过程的丁二烯想要进入活化状态需要经过一定的反应时间，此为丁二烯发生聚合反应的诱导时间。一般来说，丁二烯原来具备越强的活性，则在聚合反应诱导过程中所需的时间就越短。

（二）链增长过程

链增长，指的是将丁二烯分子添加、融入到增长段络合物而发生的反应。通过将丁二烯分子不间断地插进反应中，促进聚丁二烯大分子的快速形成。就整个增长链阶段而言，丁二烯分子融入聚合反应综合会使得丁二烯单体分析数量发生减少，共价键距离代替了丁二烯分子的相互间距，也会使得聚合液的密度变大，整体体积变小。这些现象在聚合反应研究中都有着较高价值。处于链增长阶段的丁二烯中的C-C键会在反应过程中变成C-Cd键，此过程中每生成一个d键都会释放出大量能量，所以在发生聚合反应过程中会产生大量热量，借助键能计算能够得到排放热量的大概数值。

（三）链转移

在丁二烯链增长阶段，丁二烯在催化剂作用下会发生反应，在反应过程中活性种进入丁二烯分子的过程则为链转移。在这个反应过程中，原本的丁二烯分子链的活性会逐渐丧失，形成惰性的分子链，然而在反应过程中也会产生与原丁二烯分子链具备相同数目的活性的分子链。由此可见，在聚合反应过程中，丁二烯由于经过了链转移阶段的反应，而不会对聚合反应的过程产生任何影响，仅仅是影响了生成的聚合物分子量，和分布情况。在链转移反应过程中，丁二烯的C值越大，其发生链转移的速度越快，聚合物生成的分子总量也越少，但是总体分子量分布不断变大。

（四）链终止过程

链终止过程，是指聚合反应中活性分子链丧失了链增长能力，变成惰性链的过程。在镍催化体系中，链转移终止、杂质终止都是丁二烯溶液发生聚合反应过程中的链终止方式。杂质终止方式，指的是活性链在受到其他有害物质的作用下发生碰撞，使得活性链中的活性种被消除，变成惰性分子链的过程。在杂质终止

反应过程中，需要较少的活化能量，反应的速率会都对碰撞与扩散几率的较大影响。活性链与杂质发生撞击会使得活性链失活，活性总量不断变少。在受到化学作用与物理效益的影响下，活性种会在链增长过程中朝着丁二烯分子反向运转。链转移终止方式，则指的是原活性链转变成为惰性分子链的整个过程，这种终止方式是受到镍催化剂的作用使得丁二烯发生凝聚反应过程中产生大量惰性链的产生形式。

二、限制顺丁橡胶发生聚合反应的相关因素

在顺丁橡胶聚合反应过程中，必须对与聚合反应相关的所有因素进行综合考虑，才能实现对聚合反应的有效控制。这就要求相关人员必须对这些因素实现充分的了解、熟悉。在聚合反应过程中能够起到引发作用的因素较多，包括反应原料的纯度、有害杂质的占比、反应温度控制等，这些因素都必须全部满足要求才能有效引发聚合反应。除此之外，催化剂的使用、陈化因素与形式、丁油用时，以及需要使用的溶剂等部分的占比率等，也会对反应产生较大影响。在反应过程中，杂质中铝剂的活性变化会对催化剂的作用产生影响，在发生陈化反应前铝剂的占比较大，在反应之后会成为活性中心，此时杂质对于铝剂则不会产生任何影响。因为化工原料必须要求其纯度超过99%，则主要是因为杂质会导致催化剂中毒；链转移或链终止反应会导致聚合物分子量下降或是导致其结构出现变化，所以必须要精制原料，采取精馏等方式来将水分、杂质去除。此外，温度还会对聚合产生影响，聚合反应速度不但和所使用催化剂数量存在一定关系，并且还和温度相关，所以务必要做好温度的控制工作。

三、对顺丁橡胶聚合反应的技术改进措施

通过对顺丁橡胶聚合反应过程的分析可知，许多因素会对反应过程产生影响，必须对这些因素的影响产生的问题进行快速解决，才能确保反应的正常进行。在顺丁橡胶的实际生产过程中，工作人员由于需要对丁油的浓度进行调查，此过程会对反应速度产生较大影响，反应速度发生变动就会产生许多不稳定的化学反应状况。例如，丁油浓度与催化剂含量发生变化，在影响反应速度发生变化的同时，还会引发其他化学变化，降低聚合反应速度，以及降低顺丁橡胶的生产品质。所以，在实际生产过程中，可采用对丁油进料温度进行调整，以及降低温差对反应

速度影响的方式进行聚合反应的有效控制，而后阶段的反应则可借助夹套冷却、添加稀释冷油等方式进行处理。在整个生产反应过程中，反应的速率不但会对正常的生产操控造成影响，同时也会使得挂胶率变低。唯有加强对反应速率的有效控制，方可为生产较高品质的顺丁橡胶提供有效保障。因此，在实际生产过程中，通过对首釜的反应温度进行合理调节，能够实现对反应速度的有效控制。

四、结束语

综述可知，在顺丁橡胶生产过程中，涉及较为复杂的聚合反应，在链引发、链增长、链转移、链终止等过程中也存在许多影响因素，必须加强对这些因素因素的深入分析，采取针对性措施才能有效控制顺丁橡胶聚合反应速率。通过对聚合反应的温度进行合理控制，实现对催化剂配方、配备的有效把控，维持两者的平衡，实现科学配备，才能保障顺丁橡胶聚合反应的正常运行，提高生产效率。

参考文献:

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