Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука - Кирпичников П.А.
Скачать (прямая ссылка):
nOCN-R-NCO -Ь nHO-R'~OH
-С- NH-R NH-С—О—R'—O-
Il Il
О О
* Энциклопедия полимеров M.: Советская энциклопедия, т. I, 1972, с. 1156.
211
В качестве гидроксилсодержащих соединений в промышленности применяют сложные или простые полиэфиры с молекулярной массой 700—3000. Из диизоцианатов чаще всего используют 1,5-нафтилен-диизоцианат, 4,4-дифенилметандиизоцианат или 2,4-толуилендиизо-цианат. В присутствии трехфункциональных соединений с гидро-ксильной группой образуются структурированные полиуретаны.
В зависимости от способа переработки различают три типа уре-тановых каучуков: литьевые, вальцуемые и термоэластопласты. В промышленности выпускают в основном литьевые уретановые каучуки.
Технология получения уретановых каучуков
Производство литьевых уретановых эластомеров осуществляется по периодической или непрерывной схеме, в одну или в две стадии. При этом на первой стадии получают форполимеры с концевымг изоцианатными группами.
Схема двухстадийного периодического процесса получения литьевого уретанового каучука представлена на рис. 97. Технологический процесс состоит из следующих операций: подготовка сырья; сушка полиэфира; получение форполимера; удлинение цепи; отверждение.
Полиэфир передавливается азотом из аппарата с рубашкой / в реактор 6, где при постоянном перемешивании, температуре 95— 100 °С и остаточном давлении'0,65—1,3 кПа осуществляется сушка
Рис. 97. Схема получения уретанового каучука:
1,4,5 — мерннкн; 2 — емкость; 3 — иасос; 6 — реактор; 7 -* тележка; 8 — термостат; 9 калорифер, 10 — вентилятор.
I — полиэфир; // — диол; /// — Диизоцианат; IV — азот; V — к линии вакуума; VI горячая вода; VII — каучук на склад; VIII — пар.
полиэфира до содержания влаги менее 0,05%. Аппарат 6 обогревается паром, подаваемым в рубашку. Диизоцианат поступает со склада в емкость 2, обогреваемую горячей водой, откуда насосом 3 подается в мерник 4, обогреваемый через рубашку горячей водой. Рассчитанное количество диизоцианата медленно подается в реактор 6 из мерника 4. Процесс образования форполимера протекает при 70—75 °С; теплота, выделяющаяся при реакции, отводится при охлаждении реактора 6 водой.
После образования форполимера в реактор 6 из мерника 5 сливается рассчитанное количество агента удлинения цепи — диола или диамина. Для предотвращения порообразования смесь вакууми-руют в течение 10—15 мин при 70—75 °С. При этом вязкость полимера возрастает до 60—80 Па-с. Для смешения с удлинителем цепи используют также высокоэффективные, самоочищающиеся смесительные устройства с высокой скоростью перемешивания (частота вращения мешалки до 30 000 об/мин), где время пребывания реакционной массы не превышает 10—15 с. Полученная текучая масса сливается под давлением азота из реактора или интенсивного смесителя в противни, которые устанавливаются на тележку 7. Полиуретан отверждается при 80 °С в течение 12—15 ч в термостате 8, в которой помещают тележки с противнями или формами, заполненными -полимером. Термостат оборудован рубашкой, обогреваемой паром. Процесс проводится в атмосфере сухого азота, циркулирующего в системе термостат 8 — калорифер 9 — вентилятор 10. По окончании процесса система охлаждается, полученный полиуретан или изделия выгружаются и направляются на склад готовой продукции.
При получении уретанового каучука одностадийным методом по непрерывной схеме (рис. 98) сложный полиэфир, предварительно смешанный в одном из мерников //—he катализатором и удлинителем цепи, через фильтр 4 дозировочным насосом 5 подается в интенсивный смеситель 7, куда одновременно из мерника Зі или З2 через фильтр 10 насосом дозируется необходимое количество диизоцианата. Непременным условием стабильной работы установки является необходимость поддержания во всех линиях и дозирующих устройствах температуры не ниже 60 °С для предотвращения застывания полиэфира. Аналогичные меры принимаются и в отношении линий и арматуры при подаче диизоцианата. Для устойчивой работы дозирующие устройства снабжены клапанами 6 и 12; твердые включения, образующиеся в качестве побочных продуктов при взаимодействии диизоцианатов с водой, отфильтровываются на фильтре 10. Для снижения при необходимости вязкости реакционной массы и промывки реакционной аппаратуры и коммуникаций предусмотрена подача растворителя из мерника 2. Процесс образования форполимера завершается в поддоне 8 (или литьевой форме), помещенном в термостат, который обогревается горячим воздухом, подаваемым вентилятором 14 из калорифера 13.
Вальцуемые уретановые каучуки получают аналогичными~мето-дами при пониженных дозировках диизоцианата, чтобы образу-
я
111
V
>-
П7
J
4-
V
г1
T
в-
•<- I-^y1
Рис. 98. Схема получения уретанового каучука СКУ-8 непрерывным методом:
І2 — мериики полиэфира; 2 — мерник растворителя; 3^ — 32 — мерники динзоцианата; 4, 10 — фильтры; 5, — дозировочные иасосы; 6, 12 — клапаны; 7 — смеситель; 8 — поддон; 9 — термостат; 13 — калорифер; 14 — вентилятор.
/ — полиэфир; '/ — растворитель; /// — днизоциаиат; IV — к линии азота илн вакуума; V — пар; VI — каучук на склад.
