２０１０年第２期 甘肃石油和化工 ２０１０年６月 丁腈橡胶（Ｎ４１）性能优化探讨 成瑾。马添骏 （兰州石化公司质检部，甘肃兰州 ７３００６０） 摘要：对丁腈橡胶（Ｎ４１）胶浆凝聚方法、防老剂Ｐ８２含量、成品中氯化钙含量对丁腈橡胶性 能的影响进行了讨论，结果表明在胶浆门尼黏度控制中采用反凝法进行胶浆门尼测试、采用 小试组配制Ｐ８２进行胶浆门尼测试，胶浆门尼与成品门尼能够严．格对应；控制橡胶成品中氯 化钙的含量能够较好地优化丁腈橡胶的物理性能，且氯化钙在丁腈橡胶中的最佳含量为 １ ０００￣１００ ｍｇ／ｋｇ。 关键词：防老剂；氯化钙；丁腈橡胶（Ｎ４１）的物理性能 ’ １ 前言 兰州石化公司１５ ｋｔ／ａ丁腈橡胶装置，引进日本Ｚｅｏｎ公司低温聚合技术，可生产Ｎ４１，Ｎ３２，Ｎ２１ 等９个牌号的产品…。此装置引进以来，在线胶浆门尼值散差较大、胶浆门尼值与用其胶浆生产的成 品门尼值不能严格对应、橡胶成品物理性能比国内同类产品较差等一直是本装置的难题。为此。我 们对影响丁腈橡胶性能的主要因素进行了分析和探讨，对其生产控制进行了改进，以期彻底解决影 响丁腈橡胶质量的主要问题。 ２ 实验部分 ２．１原材料 氯化钙（３５％）；Ｎ４１成品胶；丁腈橡胶（Ｎ４１）胶浆；防老剂Ｐ８２。 ２．２试样制备 ２．２．１胶浆门尼黏度测试样品制备 ①５０Ｏ ｍＬ胶浆中加一定量防老剂，搅拌均匀；②取温水６００ ｍＬ，加４．５ ｍＬ ３５％氯化钙搅拌均 匀；③将胶浆在温水中进行凝聚；④将凝聚好的胶块用温水冲洗干净；⑤将冲洗干净的胶块放在开 炼机上过辊压为薄片并冲洗干净；⑥将冲洗后的胶片放人热空烘箱中烘干；⑦将烘干的胶按ＧＢ／ Ｔ１２３２．１—２０００进行门尼测试。 １．２．２物理性能测试样品制备 待生胶包辊后，加入除促进剂外的其它助剂，在开炼机上混炼，辊温度控制在５０￣５ ｏＣ，辊距 １．４ ｍｍ，两边进行３／４割刀２ ｒａｉｎ，薄通６次，调节辊距２．２ ｍｍ下片（操作时间１５ ｍｉｎ），停放２ ｈ，在 １４５℃下进行硫化。 ２．３仪器设备 电子拉力机，平板硫化机，门尼黏度机，电位滴定仪，ＸＫ一１６０型开炼机，热空烘箱。 ２．４测试标准 门尼黏度测试执行ＧＢ／Ｔ１２３２．１—２０００；物理性能测试执行ＧＢ／Ｔ５２８—１９９８；成品中氯化钙测试执 收稿日期：２ｏｏ９—１２—１Ｏ 作者简介：成瑾（１９７７一），男，甘肃天水人，工程师，从事橡胶研究工作。 ２７ 研究探讨 甘肃石油和化工 ２０１０年第２期 行Ｑ／ＳＹＬＳ １０７４；混炼执行ＧＢ／Ｔ ６０３８—９３；硫化执行ＧＢ／Ｔ ５７２３—８５。 ３结果与讨论 本试验从胶浆的不同凝聚方法、车间配制Ｐ８２、小试组配制Ｐ８２、成品中氯化钙的含量等方面对 丁腈橡胶（Ｎ４１）各种性能的影响进行了探讨。 ３．１不同凝聚方法对丁腈橡胶门尼黏度的影响 在Ｎ４１胶浆中加人不同量的防老剂 表１采用正凝法和反凝法对丁腈橡胶（Ｎ４１） Ｐ８２，分别采用正凝法和反凝法进行胶浆凝 胶浆门尼黏度的测试结果 聚对其门尼黏度进行测定，测试结果见表１。 从表１看出，相同胶浆，相同用量防老 剂。采用反凝法比采用正凝法测得门尼黏度 值要高。因为正凝法在胶浆凝聚时胶块中存 在大量小分子致使测试的门尼黏度值偏低。 相反反凝法正好克服了这一缺点，使胶浆凝 聚完全，测试的门尼黏度值是真正所测胶浆的门尼黏度值。 ３．２不同用量防老剂对丁腈胶浆门尼黏度的影响 采用防老剂Ｐ８２．取其不同体积按照１．２节步骤进行制 表２防老剂Ｐ８２的用量对软丁腈橡胶 （Ｎ４１）胶浆门尼黏度的测试结果 样，对丁腈橡胶（Ｎ４１）胶浆门尼黏度值进行测试，测试结果 Ｐ８２用量／ｍＬ 门尼黏度值ＭＬ（１＋４）１００℃ 见表２。 １．５ ６５．１ 从表２看出随着防老剂加入量的增加丁腈橡胶（Ｎ４１） ３．５ ７１．６ 胶浆门尼黏度值先增后减，这说明在防老剂含量不足时， ７．０ ６７．５ 橡胶在烘干过程中有点塑化导致门尼黏度值偏低；在橡胶 １４．０ ６４．７ ２１．０ 防老剂加足量时丁腈橡胶胶浆门尼黏度值随防老剂量的 ５７．８ ２８．Ｏ ５２－３ 增加而降低，这是因为在橡胶中加人大量防老剂小分子后， ３５．０ ４５．６ 对橡胶各分子间起到了润滑作用而导致门尼黏度偏低。结 合有关资料 和表２数据可以看出在测试软丁腈橡胶（Ｎ４１）胶浆门尼黏度值时防老剂Ｐ８２的最佳 加入量是胶浆比防老剂为５００．０：３．５（体积比）。 ３．３车间配制防老剂与小试组配制防老剂对丁腈胶浆门尼黏度的影响 在橡胶胶浆中分别加入车间配制防老剂和小试组配制防老剂，对其进行防老剂用量对橡胶门尼 黏度的影响试验，结果见表３。 表３车间配制防老剂与小试组配制防老剂用量对橡胶胶浆门尼黏度的测试结果 从表３看出，采用相同剂量２种防老剂所测胶浆门尼黏度车间配的要比小试组配制的低，同时 （Ｍ２一Ｍ１）值随防老剂量的增加呈现先增后减的趋势。这是因为车间配制防老剂在配制好后经放置 易分层，当防老剂在胶浆中的含量较低时，橡胶在烘干时易塑化造成门尼偏低。同时当防老剂在橡 胶中的含量较高时，因为配制Ｐ８２防老剂的油和防老剂Ｐ８２都为小分子，添加在橡胶中对橡胶起到 ２８ ２０１０年第２期 成瑾等：丁腈橡胶（Ｎ４１）性能优化探讨 研究探讨 润滑作用使得（Ｍ２一Ｍ１）值随防老剂的增加反而减小。另外相关资料报道，橡胶门尼黏度值的测定影 响其偏低的因素较多，在同样条件下测试门尼值结果较高者可信。因此车间对配好的防老剂要进行 保温避免分层。 ３．４车间组防老剂和小试组防老剂的胶浆门尼黏度与其胶浆上网后的成品门尼对应结果 由于采用车间配制防老剂测试的胶浆门尼黏度将其胶浆上网后与成品门尼相差较大，为此将 采用车间配制防老剂和采用小试组配制防老剂测试的胶浆门尼黏度与其胶浆上网后的成品门尼进 行了对比，结果见表４。 表４小试组防老剂测试胶浆门尼黏度与其胶浆上网后的成品门尼对比测试结果 从表４可以看出，采用车间配制防老剂测试胶浆门尼黏度值与其对应生产的成品门尼黏度的 差值比采用小试组配制防老剂测试胶浆门尼黏度值与其对应生产的成品门尼黏度的差值大，所以 建议采用小试组配制的防老剂。同时通过我们在现场的实际观察，小试组配制的较精确，配的周期 较短．建议车间缩短配制周期，提高配制精度。 ３．５成品中氯化钙含量对橡胶物理性能的影响 控制成品橡胶中氯化钙含量，测试不同氯化钙含量丁腈橡胶物理性能，结果见表５。 表５不同氯化钙含量丁腈橡胶的物理性能 从表５可以看出，随氯化钙含量的增加３００％定伸应力呈现先增后趋于平稳的趋势、拉伸强度 呈现先增后减的趋势、伸长率呈现降低的趋势，氯化钙含量在１ ０００ ｍｇ／ｋｇ时３００％定伸应力和拉伸 强度出现最大值，因此成品Ｎ４１橡胶中氯化钙的最佳含量为１ ０００ ｍｇ／ｋｇ。考虑生产工艺波动，建议 控制量为１ ０００￣１００ ｍｇ／ｋｇ。 ３．６胶浆门尼和Ｎ４１成品中氯化钙控制前后产品质量状况对比 分别对胶浆门尼、Ｎ４１成品中氯化钙的含量控制前、控制中、控制后的Ｎ４１产品质量进行统计， （下转第３８页） ２９ 生产工艺 甘肃石油和化工 ２０１０年第２期 粉尘块在其中的溶解速度加快，所需清洗时间大大缩短（２～３ ｈ），既不需要前系统降负荷、蒸发系统 停用，又减少了低压蒸汽防空损失；既减少了清理工作量，同时也为造粒装置的再次开车节省了时 间。提高了装置的运行效率。 ２００７年５月在公司开展创建清洁和节约型装置活动中，将解析废水（温度为６Ｏ℃）引入代替低 压冲洗水清洗造粒系统，为企业节约了宝贵的精制水资源。 ７．２清洗液的回收 在公司全面推行ＨＳＥ管理体系的同时，成立了“加强环保，科学回收大颗粒设备清洗液”项目攻 关小组，对该项目进行反复分析和论证，并进行筹建，于２００５年１０月利用装置扩能改造时机，新建 １条用于一、二化肥装置尿液（或工艺冷凝液）互送管线和５９７ ｍ，清洗液回收槽Ｏ在单套装置造 粒系统发生故障或清洗时，先将尿素溶液或清洗液回收至槽内，然后利用尿液回收泵送入蒸发浓缩 系统。将提浓后的熔融尿液送去造粒。该项目投入运行以后，由于回收了清洗液中损失的近１０ ｔ尿 素和近９０ ｔ低压蒸汽，因此降低了生产成本，实现了清洁生产。 ８ 结语 综上所述，公司自引进流化床大颗粒造粒工艺以来，随着装置负荷的不断提高，进行了许多技 术改进和创新。虽然流化床大颗粒造粒工艺的投资和电耗较塔式、转鼓式造粒工艺有所增加，但是 其采用空气雾化和流化相结合的工艺技术具有良好的环保措施，废水废气回收率以及造粒效率高， 产品质量易控制的特点。受到了国内外化肥生产企业的青睐，流化床造粒技术也必将得到越来越广 泛的应用。 （上接第２９页） 其产品等级品率见表６。 表６ ２００６年、２００７年、２００８年Ｎ４１产品等级品率对比结果 从表６可以看出。２００６年没控制前的 优级品率为７６．０７％，不合格率为２．０９％，在 ２００７年开始控制时优级品率为９４．５４％，控 制中就没有不合格品。２００８年对装置生产 按照最佳配方进行控制后．当年生产的产 品全部为优级品，优级品率为１００．００％。 ４ 结论 （１）在胶浆门尼黏度控制中采用反凝 法进行胶浆门尼测试、采用小试组配制Ｐ８２进行胶浆门尼测试，胶浆门尼与成品门尼能够严格对应。 （２）控制橡胶成品中氯化钙的含量能够较好地优化丁腈橡胶的物理性能，且氯化钙在橡胶中的 最佳含量为１ ０００￣１００ ｍｇ／ｋｇ。 参考文献： ［１］杨伟燕．国内外ＮＢＲ橡胶性能对比．合成橡胶工业，２０ｏ４，（５）：２７８￣２８０． ［２］李铁柱．丁腈橡胶工艺介绍．兰州石化调度手册，２００７．１０． ３８
