通過引進國外技術(shù)，中國建成了一套30kt/a的丁基橡膠生產(chǎn)裝置，并且通過近幾年的不斷努力，實現(xiàn)了安全平穩(wěn)生產(chǎn)，產(chǎn)量不斷提高，在國內(nèi)市場中所占的份額逐漸擴大，在一定程度上滿足了國內(nèi)實際生產(chǎn)的需求。
一、淤漿法工藝
淤漿法是以氯甲烷為稀釋劑，以H20-A1Cl3.為引發(fā)體系,在低溫(-100°C左右)下將異丁烯與少量異戊二烯通過陽離子聚合制得的。淤漿法生產(chǎn)技術(shù)主要包括聚合反應(yīng)、產(chǎn)品精制、回收、循環(huán)以及清釜4個部分。
1.聚合反應(yīng)：在用丙烯作冷卻劑的帶夾套的配制槽內(nèi)，將精制的異丁烯和異戊二烯單97％～98％(質(zhì)量分數(shù))和1.4％～1.5％(質(zhì)量分數(shù))以25％(質(zhì)量分數(shù))的氯甲烷配制成混合溶液。同時將催化劑級的無水粒狀A(yù)1Cl3加入到上述配制的氯甲烷混合溶液中攪勻。單體溶液和催化劑溶液分別經(jīng)丙烯和乙烯冷卻至-100℃后送人聚合反應(yīng)釜，經(jīng)攪拌接觸，單體在形成的陽離子A1Cl3-MeCl催化劑體系下發(fā)生聚合反應(yīng)。
2.產(chǎn)品精制:聚合反應(yīng)完成后,含丁基膠粒的淤漿從聚合釜上部導(dǎo)出管溢流入閃蒸塔，在攪拌中與熱水和蒸汽接觸，未反應(yīng)的單體和溶劑從塔頂蒸出，丁基膠淤漿進入真空脫氣塔。為防止膠粒粘結(jié)，脫氣塔內(nèi)加入1.5％(與橡膠質(zhì)量之比)分散劑(如硬脂酸鋅或硬脂酸鈣)和0～3％(質(zhì)量分數(shù))的防老劑水懸浮液，或相對分子質(zhì)量高的多酚類脫氣用抗氧劑。含水膠?；旌衔镌谡婵彰摎馑?nèi)脫除殘余氯甲烷及未反應(yīng)單體后送往后處理系統(tǒng)，經(jīng)振動篩、擠壓、脫水、壓縮膨脹，在活性氧化鋁上干燥,再經(jīng)壓片、稱量、包裝得成品。
3.回收循環(huán):從閃蒸塔及真空脫氣塔頂出來的未反應(yīng)的單體和氯甲烷氣體冷卻除水,壓縮冷卻再脫水后，經(jīng)中性氧化鋁或沸石分子篩干燥精制送入回收精餾塔。為改進固體吸附干燥工藝，可采用乙二醇或二甘醇脫水精制法，從壓縮機出來的氯甲烷與未反應(yīng)單體混合物進入吸收塔下部，乙二醇從頂部加入，含水和氯甲烷的乙二醇送入解析塔，再生乙二醇循環(huán)使用。
4.清釜：由于聚合過程催化劑分布不均勻熱量集中會造成局部過熱或單體中有害物質(zhì)的存在，形成低聚物附集在反應(yīng)釜內(nèi)壁上形成粘結(jié)掛膠，所以必須采用清釜過程將其進行處理。清理掛膠一般采用溶劑法，溶劑用加熱至6O℃的己烷或石腦油，清理與置換時問為1O～12h。清釜液可經(jīng)凝聚、干燥來回收其中的聚合物。
二、生產(chǎn)技術(shù)存在的問題
1.生產(chǎn)能力小，產(chǎn)量少，產(chǎn)品自給率低。目前中國丁基橡膠的生產(chǎn)能力只有30kt/a，遠低于其經(jīng)濟規(guī)模50kt/a的生產(chǎn)水平，更低于Exxon公司和Bayer公司70kt/a以上的生產(chǎn)規(guī)模，造成生產(chǎn)成本相對較高，產(chǎn)品自給率只有30%左右，在國際市場中缺乏競爭力；
2.技術(shù)力度開發(fā)不夠，品種牌號仍顯單一。目前中國引進的3個普通丁基橡膠產(chǎn)品牌號還不能完全生產(chǎn)，鹵化丁基橡膠等其他改性丁基橡膠產(chǎn)品還不能生產(chǎn)，造成一些高等級產(chǎn)品大量進口，而通用產(chǎn)品銷售不暢的被動局面，在一定程度上影響了中國丁基橡膠的健康發(fā)展；
3.產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定。目前，中國生產(chǎn)的丁基橡膠產(chǎn)品在粘連、黃變、產(chǎn)品批次、揮發(fā)分以及門尼值波動幅度等方面還存在在一些問題，還有待提高。
三、溶液法工藝
傳統(tǒng)的淤漿法IIR生產(chǎn)工藝技術(shù)成熟，但由于聚合反應(yīng)溫度低，制冷設(shè)備龐大，聚合釜連續(xù)運轉(zhuǎn)周期短，能耗高(1kg膠能量消耗約35～5MJ)。為了能提高反應(yīng)溫度，對用溶液法進行了大量的研究。溶液法是以烷基氯化鋁與水的絡(luò)合物為引發(fā)劑，在烴類溶劑(如異戊烷)中于-9O～-70設(shè)施度下，異丁烯和少量異戊二烯共聚而成，聚合釜的連續(xù)運行周期為10d，聚合釜內(nèi)膠液中的干膠質(zhì)量分數(shù)在12％以下。溶液法的優(yōu)點是可以用聚合物膠液直接鹵化IIR。避免了淤漿法工藝制鹵化IIR所需的溶劑切換或膠料的溶解工序，可根據(jù)控制工藝條件制備相對分子質(zhì)量不同的產(chǎn)品。但溶液法IIR相對分子質(zhì)量分布較寬，分子鏈存在支化現(xiàn)象，性能與淤漿法產(chǎn)品還有一定的差距。
四、鹵化丁基橡膠合成工藝
HIIR是IIR與鹵化劑反應(yīng)的產(chǎn)物。鹵化反應(yīng)包括氯化和溴化。目前，HIIR的生產(chǎn)方法主要有干法和濕法2種。干法又名干混鹵化法，是將成品IIR和鹵化劑通過螺桿擠壓機，在機械剪切作用下對IIR進行鹵化。其反應(yīng)裝置包括進料區(qū)、反應(yīng)區(qū)、中和區(qū)、洗滌區(qū)和出料區(qū)等幾個操作區(qū)。IIR和鹵化劑通過這幾個操作區(qū)，生成HIIR。濕法又名溶液法，是IIR在溶液中與鹵化劑進行反應(yīng)生產(chǎn)HIIR的工藝方法。IIR的濕法鹵化方法很多，IIR與鹵化劑在反應(yīng)管中進行鹵化生成HIIR是最重要的一種方法。溶液法HIIR的基本合成工藝是IIR在烷烴(如己烷或戊烷)溶液中，于“黑暗”和40～60℃條件下，與鹵素反應(yīng)。
五、針對問題的建議
1.提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)省能耗和物耗，以提高產(chǎn)品在市場中的競爭力。產(chǎn)品質(zhì)量是產(chǎn)品競爭的關(guān)鍵因素。針對目前中國丁基橡膠產(chǎn)品存在的問題，應(yīng)該加大技改力度，不斷改善產(chǎn)品質(zhì)量，把用戶的要求作為產(chǎn)品生產(chǎn)的標準；加大節(jié)能降耗力度，降低生產(chǎn)成本，使產(chǎn)品在國內(nèi)市場上更具有競爭力。
2.在保證現(xiàn)有丁基橡膠生產(chǎn)裝置正常穩(wěn)定運行的前提下，加快新品種和新牌號的研究開發(fā)和生產(chǎn)，增加國產(chǎn)丁基橡膠的牌號品種，不斷完善產(chǎn)品品種結(jié)構(gòu)，以更好地滿足市場需求。另外，除了加大丁基橡膠在輪胎內(nèi)胎用膠的需求外，還應(yīng)積極開發(fā)丁基橡膠的非內(nèi)胎用膠市場。
3.擴大生產(chǎn)規(guī)模，以滿足國內(nèi)市場迫切需求的需要，提高國內(nèi)市場的占有率。目前，中國丁基橡膠的產(chǎn)量僅能滿足國內(nèi)需求量的三分之一左右，今后隨著需求量的增加，滿足率還可能更低，因此建議有條件的企業(yè)可以考慮新建1~2套50kt/a以上規(guī)模的生產(chǎn)裝置，以滿足國內(nèi)實際生產(chǎn)的需求。
4.盡快建成鹵化丁基橡膠生產(chǎn)裝置。鹵化丁基橡膠在丁基橡膠中占有重要的地位，隨著中國子午線輪胎、無內(nèi)胎輪胎以及醫(yī)藥瓶塞等應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)對鹵化丁基橡膠的需求量將越來越大。因此國內(nèi)應(yīng)盡快著手鹵化丁基橡膠生產(chǎn)技術(shù)的準備或引進工作，盡早投產(chǎn)，以便能盡早滿足國內(nèi)橡膠工業(yè)無內(nèi)胎輪胎等產(chǎn)品發(fā)展用膠的需要。
5.加強應(yīng)用技術(shù)研究，提高服務(wù)意識和水平。加強與國內(nèi)有關(guān)應(yīng)用研究單位或輪胎等生產(chǎn)企業(yè)的聯(lián)系和合作，研究開發(fā)適合國產(chǎn)丁基橡膠的內(nèi)胎、水胎及膠囊的專用配方和加工技術(shù)。同時，建立一支專家型營銷隊伍，為實現(xiàn)丁基橡膠“市場.