Технология получения синтетических каучуков

Основные стадии процесса получения каучука и приготовления катализатора. Характеристика сырья и готовой продукции по пластичности и вязкости. Описание технологической схемы производства и его материальный расчет. Физико-химические методы анализа.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 28.11.2010
Размер файла 13,1 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Массовую долю стеариновой кислоты (X3) в процентах вычисляют по формуле:

, где

Y2 -- объем раствора гидроокиси калия, израсходованный на суммарное титрование серной и стеариновой кислот,соответствующий II максимуму значения --, см3 ;

Y1 -- объем раствора гидроокиси калия, израсходованный на титрование серной кислоты, соответствующий I максимуму значения , см3 ;

Н -- молярная концентрация эквивалента гидроокиси калия, моль/дм 3;

284 -- молярная масса эквивалента стеариновой кислоты, г/моль;

т -- масса навески каучука, г.

Результат определения, округляют до второго десятичного знака. Два результата параллельных определений считают приемлемым (с доверительной вероятностью 0,95) для вычисления результата испытания, если расхождение между ними не превышает 0,20%.

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение двух приемлемых определений, округленное до первого десятичного знака.

2.4 Спектрофотометрический

Определение массовой доли актиоксидантов.

Определение массовой доли антиоксиданта ДФФД-- по ГОСТ 24655-81, используя водяные или воздушные (длиной не менее 1.2 м) холодильники и лабораторные весы по ГОСТ 24104--88 2-го класса с наибольшим пределом взвешивания 200 г и 4-го класса с наибольшим пределом взвешивания 500 г.

Результаты определений округляют до третьего десятичного знака.

Два результата параллельных определений считают приемлемыми доверительной вероятностью 0,95) для вычисления результата испытания, если расхождение между ними не превышает 0,020%.

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение двух результатов приемлемых определений, округленное до второго десятичного знака.

Определение массовой доли антиоксидантов диафена-13 или С-789.

Аппаратура, посуда, реактивы:

Весы лабораторные 2-го класса по ГОСТ 24104--88 с наибольшим пределом измерения от 50 до 200 г или любые другие с аналогичными характеристиками;

фотоколориметр любой марки;

плитка электрическая по ГОСТ 14919--83 или баня песчаная;

колбы мерные 2-25, 250. 1000 по ГОСТ 1770-74;

воронка Бюхнера по ГОСТ 25336--82;

колба 1-250 по ГОСТ 25336--82 (склянка Бунзена);

эксикатор 1-100 по ГОСТ 25336--82;

колбы Кн-1-100-29/32 ТС или П-1-100-29/32 ТС и Кн-1-50-18 по ГОСТ 25336--82;

цилиндры мерные 1-25, 250 по ГОСТ 1770--74;

пипетки 1-2-1, 2-2-5 и 2-2-10 по ГОСТ 29169-91;

пипетка 1-1--2-5 по ГОСТ 29227--91;

холодильник с воздушным охлаждением длиной 120 см диаметром

12 мм;

медь уксуснокислая, ч. по ГОСТ 5852--79;

калий хлористый, х.ч. или ч.д.а. по ГОСТ 4234--77;

кислота соляная по ГОСТ 3118--77 раствор 1 моль/дм3 ;

спирт этиловый технический по ГОСТ 17299--78 или спирт этиловый технический ректификованный по ГОСТ 18300--87;

толуол, ч,д.а. по ГОСТ 5789--78;

диафен-13, очищенный С-789, стандартные растворы;

реактив окисляющий;

вода дистиллированная;

смесь спиртотолуольная 70:30 (по объему);

фильтры бумажные;

смесь охлаждающая (лед + соль).

Подготовка к испытанию:

Очистка д и а ф с н л - 13

(1,0±0,2) г диафена-13 помещают в колбу вместимостью 50 см3 и растворяют в 20 см3 этилового спирта. Раствор фильтруют через бумажный фильтр. Затем к фильтрату при перемешивании пипеткой по каплям приливают 6--8 см3 дистиллированной виды до явного помутнения раствора. Колбу с раствором помещаю г в охлаждающую смесь (лед + соль) и выдерживают 1--2 ч до выпадения кристаллов, которые затем отфильтровывают под вакуумом на воронке Бюхнера.

Кристаллы промывают два-три раза дистиллированной водой порциями по 15 см3 и вместе с фильтром. Помещают в эксикатор и сушат под вакуумом.

Приготовление стандартного раствора диафена-13 или С-789:

Растворяют (0,0250±0,0005) г антиоксиданта в этиловом спирте в мерной колбе вместимостью 250 см3. Полученный раствор содержит 0.0001 г антиоксиданта в 1 см3.

Проведение испытания:

От 2 до 5 см3 экстракта диафсна-13 или 5 см3 экстракта С-789 помещают в мерную колбу вместимостью 25 см3 , доводят окисляющим реактивом до метки и перемешивают. Оптическую плотность растворов определяют на фотоэлектроколориметре в условиях построения градуировочных графиков.

Обработка результатов:

Массовую долю диафена-13 или 0789 (X) в процентах вычисляют по формуле:

, где

m -- масса диафена-13 или С-789, найденная по градуировочному графику, г;

50 -- объем экстракта, см3 ;

m1 -- масса навески каучука,г;

V -- объем экстракта, взятый для испытания, см3 .

Результат вычисляют с точностью до третьего десятичного знака.

Два результата параллельных определений считают приемлемыми (г доверительной вероятностью 0,95) для вычисления результата испытания, если расхождение между ними не превышает 0,010% для диафена-13 и 5% отн. к среднему значению для С-789. Расхождение между параллельными определениями для С-789 не должно превышать 30% отн. от найденного среднего значения.

За результат испытаний принимают среднее арифметическое значение двух приемлемых результатов определений, округленное до второго десятичного знака.

Определение массовой доли антиоксиданта ВТС-60

Аппаратура, посуда, реактивы:

Весы лабораторные общего назначения 2-го класса по ГОСТ 24104--88 с наибольшим пределом взвешивания 200 г;

фотоэлектроколориметр любой марки;

плитка электрическая по ГОСТ 14919--83 или баня песчаная;

прибор для экстрагирования, состоящий из круглодонной колбы К-1-50-29/32 ТС по ГОСТ 25336--82 с пришлифованным обратным воздушным холодильником (длина трубки 120 см, диаметр 12--14 мм);

колбы 2-25-2, 2-50-2, 2-250-2 по ГОСТ 1770--74;

пипетки 1-2-1-5 или 1-2-1-10 по ГОСТ 29227-91;

пипетки 1-2-2 по ГОСТ 29169--91;

цилиндры 1-25, 1-100 по ГОСТ 1770--74;

спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300--72;

толуол по ГОСТ 5789--78;

кислота соляная по ГОСТ 3118--77, раствор с (НС1)=0,5 моль/дм3;

медь уксуснокислая окисная по ГОСТ 5852--79;

калий хлористый по ГОСТ 4234--77;

антиоксидант ВТС-60, по ТУ 6--14--1013--87;

вода дистиллированная.

Подготовка к испытанию:

Приготовление окисляющего реактива

(0,50±0,02) г окисной уксуснокислой меди,(4,66±0,02) г хлористого калия, 10 см3 раствора соляной кислоты и 250 см3 дистиллированной воды помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и медленно доливают до метки этиловым спиртом при сильном перемешивании. Полученный раствор должен быть прозрачным.

Приготовление спиртотолуольной смеси

Смешивают этиловый спирт и толуол в соотношении 7:3 (по объему).

Приготовление стандартного раствора антиоксиданта ВТС-60

(0,0250±0,0005) г антиоксиданта ВТС-60 взвешивают в стеклянном стаканчике, растворяют в спиртотолуольной смеси, переносят количественно в мерную колбу вместимостью 250 см3 , доводят до метки спиртотолуольной смесью, перемешивают. Полученный раствор содержит 0,0001 г ВТС-60 в 1 см3.

Проведение испытания:

Приготовление спиртотолуольного экстракта каучука

(0,50±0,02) г мелко нарезанного каучука взвешивают, помещают в колбу для экстрагирования, приливают 15 см3 спиртотолуольной смеси, присоединяют к обратному воздушному холодильнику и кипятят на песчаной бане в течение 30 мин. считая от момента закипания.

Затем прибор для экстрагирования снимают, охлаждают, колбу отсоединяют от холодильника и экстракт сливают в мерную колбу вместимостью 50 см3 . Экстрагирование пробы каучука проводят еще дважды, прибавляя каждый раз по 15 см3 спиртотолуольной смеси.

Продолжительность каждого последующего экстрагирования 15 мин. Поели третьего экстрагирования пробы каучука в экстракционной колбе промывают 5 см3 спиртотолуольной смесью, которые также объедини ют с экстрактами. Содержимое колбы доводят до метки епиртотолуольной смесью и перемешивают.

Определение массы антиоксиданта ВТС-60 в спиртотолуольном экстракте каучука:

В мерную колбу вместимостью 25 см3 помещают пипеткой 2--5 см3 спиртотолуольного экстракта каучука. Содержимое колбы доводят до метки окисляющим реактивом и перемешивают. В рабочую кювету помещают смесь экстракта с окисляющим реактивом, в кювету сравнения -- дистиллированную воду. Оптическую плотность измеряют на фотоэлсктроколориметре.

По градуировочному графику находят массу антиоксиданта ВТС-60, соответствующую показанию оптическую плотность и выраженную в граммах в 25 см3 колориметрируемого раствора.

Обработка результатов:

Массовую долю антиоксиданта ВТС-60 {X) в процентах вычисляют по формуле:

, где

m-- масса антиоксиданта ВТС-60, найденная по градуировочному гра фику, г;

m1 -- масса навески каучука, г;

50 -- объем экстракта, см 3;

V -- объем экстракта, взятый для испытания, см.

Результат определения округляют до третьего десятичного знака. Два результата определения считают приемлемыми (с доверительной вероятностью 0,95) для вычисления результата испытаний, если расхождение между ними не превышает 0,014%.

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение двух приемлемых результатов определений, округленное до второго десятичного знака.

Примечание. Стандартный раствор ВТС-60 и спиртотолуольный экстракт каучука имеют окраску, которая усиливается при длительном хранении. Оптическую плотность растворов, содержащих антиоксидант ВТС-60, определяют в день приготовления

2.5 Применение СКИ
Изопреновые каучуки, являющиеся каучуками общего назначения, применяются вместо натурального как самостоятельно, так и в сочетании с другими эласомерами при иготовлении практически всех резиновых изделий: шин, разнообразных резинотехничкских изделий (транспортерные ленты, рукава, формовые детали и др.), резиновой обуви. Изопреновые каучуки, содержащие неокрашивающие и нетоксичные стабализаторы (СКИ-3НП), применяют для изготовления медицинских изделий, резин, контактирующих с пищевымипродуктами, и изделий широкого потребления (игрушки, мячи и т.д.). Изопреновые каучуки СКИ-3Д используют в кабельной промышленности для изготовления электроизоляционных резин, каучук СКИ-3В предназначен для вакуумной техники. На основе СКИ-3 получают изопреновый латекс и эбониты.
Кроме каучуков, содержащих преимущественно 1,4-цис-звенья, в нашей стране и за рубежом производится 1,4-транс-полиизопрен. Его синтез осуществляется также полимеризацией изопрена в растворителе на катализаторах Циглера-Натта. В качестве переходного металла в состав таких катализаторов чаще всего используется ванадий.
Отечественный транс-полиизопрен выпускается под торговой маркой СГ, его зарубежным аналогом является канадий полимер, полисар-Х-414, а природными аналогами - гуттаперча и балата. В отличие от природных полимеров, синтетические имеют более высокую молекулярную массу и требует пластикации, они содержат определенное количество гелия. Основное назначение 1,4-транс-полиизопрена- использование в качестве термопластичного материала в ортопедии и восстановительной хирургии (отечественный материал поливик ), а также в качестве клеев для различных материалов.
Основными потребителями каучука являются шинная промышленность и производство различных резинотехнических изделий. Ассортимент выпускаемых в нашей стране резиновых изделий превышает 100 тыс. наименований. Для комплектации одного современного автомобиля в среднем необходимо 300-500 резиновых изделий (автомашина КамАЗ имеет 800 комплектующих резиновых изделий). Один самолет содержит 10-2 тыс., а морское судно - до 30 тыс. резиновых изделий. Для автомобиля средней грузоподъемности около 30 % от себестоимости составляет удельная стоимость шин, а за время работы машины комплект шин меняется 5-6 раз. Отсюда становится понятным, какое внимание сегодня следует уделять повышению качества и работоспособности резиновых изделий.
Мировые мощности по производству изопренового каучука достигли 1,3 млн. т/год.
Заключение
Процесс получения каучука обычно складывается из нескольких основных стадий: 1) приготовление катализатора (или компонентов каталитического комплекса); 2) полимеризация; 3) дезактивация катализатора и отмывка раствора полимера от продуктов дезактивации катализатора; 4) отгонка мономера и растворителей (дегазация) и выделение каучука; 5) регенерация возвратных продуктов и очистка сточных вод.
Наиболее распространенной каталитической системой при получении 1,4-цис-изопренового каучука является титановая, состоящая из в-TiCI3 и алюминийорганического соединения. В нашей стране каучук, получаемый на таких катализаторах, имеет марку СКИ-3.
Полимеризация изопрена может осуществляться в различных алифатических и ароматических углеводородах, хорошо растворяющих образующийся каучук. Скорость полимеризации в большинстве случаев симбатна скорости растворения полимера в растворителе. При недостаточно высокой скорости растворения полимер обволакивает активные центры катализатора, что приводит к замедлению полимеризации в тем большей степени, чем медленнее растворяется полимер. Наиболее высока скорость полимеризации при использовании бензола и изопентана, в промышленности нашел применение только изопентан.
Каучук, содержащий остатки катализатора, более подвержен термоокислительной деструкции, чем полимер, освобожденный от них. Поэтому полимеризат после выхода из последнего полимеризатора подвергается соответствующей обработке с целью разрушения катализатора. Процессы дезактивации катализатора подразделяют на три группы:
1) процессы, в которых происходит разрушение остатков каталитического комплекса, но переходный металл не переводится в неактивную форму, и поэтому необходима отмывка полимера;
2) дезактивация катализатора за счет его перевода в неактивную форму, при этом отпадает необходимость отмывки полимера;
3) дезактивация путем разрушения каталитического комплекса и последующего связывания металлов с целью перевода их в неактивное состояние.
Полимеризат после дезактивации катализатора направляется на отмывку; при этом нецелесообразно применять значительные количества воды, так как увеличение объёма промывной воды до 80 % вместо 50 % не повышает эффективность отмывки.
Дегазация проводится по непрерывной схеме и, как правило, с использованием двух ступеней дегазации, работающих противоточно. Число ступеней может быть и большим, и с увеличением числа ступеней дегазации при одном и том же содержании остаточного растворителя расход пара уменьшается. К такому же эффекту приводит увеличение продолжительности пребывания крошки каучука в дегазаторе.
Водная дисперсия каучука после дегазатора второй ступени направляется на выделение и сушку полимера. Высушенный каучук в виде крошки с остаточной влажностью 0,5 % (масс.) горизонтальным вибротранспортером подается в зону охлаждения и с температурой 40--50 °С направляется на спиральный виброподъемник. Здесь крошка обдувается горячим воздухом для удаления влаги с наружной поверхности. Окончательно высушенная крошка горизонтальным вибротранспортером и вибропитателём подается в загрузочный бункер автоматических весов и далее в брикетировочный пресс.
Для предотвращения окисления на воздухе каучук заправлен смесью ДФФД (дифенилендиамин) или ВТС-60, или диафеном-13, или агидолом-1 (агидолом -2), или дусантоксом L.

Список использованной литературы

Болдырев А. П., Подвальный С. Л. Управление технологическими процессами в производстве стереорегулярного полиизопренового каучука СКИ-3. - М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1982.

Будтов В. П., Консетов В. В. Тепломассоперенос в полимеризационных процессах.-Л.: Химия, 1983.

Кирпичников П.А., Береснев В.В., Попова Л.М. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука. -Л.:Химия.1986.-224с.

Кирпичников П.А., Авереко-Антонович Л.А., Авереко-Антонович Ю.О. Химия и технология синтитичёского каучука. -Л.. Химия. 1987.-424с.

Рейсфельд В.О., Еркова Л.Н. Оборудование производств основного органического синтеза и синтитических каучуков. - Л.Химия., 1974.-440с.

Рейсфельд В.О., Шеин B.C., Ермаков В.И. Реакционная аппаратура и машины заводов основного органического синтеза и синтетического каучука.-Л.:Химия,1975.-392с.

З.Соколов Р.С. Химическая технология. - М.:Владос,2000.-1.2т.

Синтетический каучук/Под ред. И. В. Гармонова. - 2-е изд.--Л.: Химия, 1983.

Стереорегулярные каучуки/Под ред. У. Солтмена. Пер. с англ. 3. 3. Высоцкого. - М.: Мир,-1981.

Хананашвили Л. М., Андрианов К. А. Технология элементорганических мономеров и полимеров. - 2-е изд. - М.: Химия, 1983.

Чаушеску Е. Новые исследования в области высокомолекулярных соединений/Пер. с румынского под ред. А. Н. Праведникова. - М.: Химия, 1983.

Эмульсионная полимеризация и ее применение в промышленности Елисеева В. И., Иванчев С. С., Кучанов С. И., Лебедев А. В.-М.: Химия, 1976.


Подобные документы

  • Свойства этилен-пропиленовых каучуков, особенности их синтеза. Технология получения, физико-химические основы процесса, катализаторы. Характеристика сырья и готовой продукции. Материальный и энергетический баланс реакционного узла, контроль производства.

    курсовая работа [515,8 K], добавлен 24.10.2011

  • Обоснование технологической схемы производства мороженого. Характеристика, факторы формирования и требования к качеству сырья и готовой продукции; ассортимент, органолептические и физико-химические показатели. Применение фруктовых и злаковых наполнителей.

    курсовая работа [428,5 K], добавлен 17.06.2014

  • Характеристика сырья, полуфабрикатов и вспомогательных материалов, готовой продукции и отходов производства. Разработка принципиальной схемы производства. Материальный расчёт. Описание аппаратурно-технологической схемы. Технологическая документация.

    дипломная работа [1,2 M], добавлен 10.01.2009

  • Физико-химические явления в процессах переработки каучуков и резиновых смесей. Особенности современной технологии приготовления резиновых смесей. Приготовление смесей на основе изопренового каучука. Обработка резиновых смесей на валковых машинах.

    курсовая работа [374,7 K], добавлен 04.01.2010

  • Физико-химические свойства нефтяных эмульсий и их классификация. Теоретические основы обезвоживания нефти. Характеристика сырья, готовой продукции и применяемых реагентов. Описание технологической схемы с автоматизацией и материальный баланс установки.

    дипломная работа [150,0 K], добавлен 21.05.2009

  • Особенность производства бутадиен-нитрильных каучуков, свойства резин на их основе. Процессы, протекающие при полимеризации в эмульсии. Схема установки для получения низкотемпературных бутадиен-нитрильных каучуков непрерывной полимеризацией в эмульсии.

    курсовая работа [151,5 K], добавлен 17.05.2015

  • Характеристика сырья и материалов. Характеристика готовой продукции - труб кольцевого сечения, изготавливаемые из полиэтилена. Описание технологической схемы. Материальный баланс на единицу выпускаемой продукции. Нормы расхода сырья и энергоресурсов.

    отчет по практике [200,0 K], добавлен 30.03.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.