Способ управления процессом получения модифицированного цис- 1,4-полиизопрена

 

Использование: изобретение относится к области производства синтетических каучуков, в частности к технологии получения каучуков путем химической модификации. Сущность изобретения: стабилизируют один из указанных параметров при отклонении его от номинального значения путем изменения расхода хлорсульфонилизоцианата. При увеличении силы тока или мощности расход хлорсульфонилизоцианата (ХСИ) уменьшают, а при уменьшении - увеличивают. Стабилизируя один из указанных параметров путем изменения расхода ХСИ, можно получать стандартный по показателю "когезионная прочность" модифицированный каучук. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области производства синтетических каучуков, в частности к технологии получения каучуков путем химической модификации.

Наиболее близким из известных является способ управления процессом получения модифицированного ЦИС-1,4-полиизопрена путем регулирования подачи модификатора при постоянных температуре и концентрации полимера в реакторе с замером силы тока или мощности, потребляемой двигателем мешалки реактора [1] Однако управление процессом модификации ненасыщенных полимеров хлорсульфонилизоцианатом путем стабилизации вязкости по Муни невозможно, так как при значительном изменении когезионной прочности полимера и динамической вязкости растворов полимеров вязкость по Муни практически не изменяется.

Техническим результатом изобретения является создание надежного оперативного способа управления процессом модификации с помощью хлорсульфонилизоцианата для получения стандартного каучука с заданной когезионной прочностью.

Это достигается тем, что в способе управления процессом получения модифицированного ЦИС-1,4-полиизопрена путем регулирования подачи модификатора при постоянных температуре и концентрации полимера в реакторе с замером силы тока или мощности, потребляемой двигателем мешалки реактора, согласно изобретению стабилизируют один из указанных параметров при отклонении его от номинального значения путем изменения расхода хлорсульфонилизоцианата, при этом при увеличении силы тока или мощности расход хлорсульфонилизоцианата уменьшают, а при уменьшении увеличивают.

Предлагаемый способ управления процессом модификации отличается оперативностью и простотой управления, позволяет осуществить промышленное производство каучука, по свойствам приближенного к натуральному каучуку.

На чертеже представлена блок-схема управления процессом модификации полимера с помощью хлорсульфонилизоцианата (ХСИ) и системы управления процессом получения модифицированного полимера.

Блок-схема содержит безобъемный смеситель 1, датчик 2 расхода ХСИ, регулятор 3 расхода ХСИ, клапан 4 на линии расхода ХСИ, реактор 5 для модификации, датчик 6, замеряющий силу тока или мощность, потребляемую мешалкой реактора 5 для модификации, регулятор 7 стабилизации силы тока или мощности, потребляемой мешалкой реактора 5 для модификации.

Способ осуществляют следующим образом.

Пример 1.

В быстроходный безобъемный смеситель 1 (диаметр 355 мм, двигатель 30 кВт, скорость вращения 955 об/мин) подают поток раствора ЦИС-1,4-полиизопрена в изопентане концентрацией 12,5% и температурой 55^oC, полученный в соответствии с принятым технологическим регламентом, и поток раствора модификатора хлорсульфонилизоцианата (ХСИ) в толуоле концентрацией 5,4 мас. из расчета 0,1 0,5 мас. ХСИ на полимер с помощью датчика 2 расхода ХСИ, регулятора 3 расхода ХСИ и клапана 4 на линии расхода ХСИ.

Из безобъемного смесителя 1 реакционная смесь поступает в реактор 5 для модификации аппарат с характеристиками: объем 32 м³, диаметр 3 м, высота цилиндрической части 3,4 м, рабочее давление 12 кг/cм², мешалка винтовая, частота вращения 20 об/мин, мощность двигателя 30 кВт.

Время пребывания реакционной массы в реакторе 30 мин. Процесс модификации сопровождается резким повышением динамической вязкости раствора полимера. Управление процессом модификации осуществляют по нагрузке на вал мешалки реактора.

Изменяя расход ХСИ, силу тока (I) или мощность (Р), потребляемые двигателем мешалки, устанавливают и выдерживают 26 А или 17,1 кВт соответственно.

С помощью датчика 6 замеряют силу тока или мощность, потребляемую двигателем мешалки реактора 5 для модификации, и регулятором 7 стабилизации силы тока или мощности воздействуют на регулятор 3 расхода модификатора.

Готовый каучук оценивают величиной когезионной прочности, которая находится на уровне 24 кгс/см².

При отклонении силы тока или мощности от указанных значений изменяют расход ХСИ, при этом при их увеличении расход ХСИ уменьшают, а при уменьшении увеличивают.

Пример 2.

В зависимости от области применения модифицированного цис-1,4-полиизопрена (полимера) требуется разный уровень значений показателя "когезионная прочность".

В связи с этим получены полимеры с разными значениями когезионной прочности. Для этого, изменяя расход ХСИ, устанавливают разные значения параметров силы тока и мощности и получают готовый полимер с заданными значениями когезионной прочности.

Полученные данные, характеризующие зависимость когезионной прочности от силы тока или мощности при постоянных температуре 55^oC и концентрации полимеризата (12,5%), приведены в таблице.

Приведенные в таблице данные свидетельствуют о том, что заданному значению когезионной прочности полимера соответствует строго определенное значение силы тока или мощности, потребляемое двигателем мешалки реактора модификации.

Стабилизируя один из указанных параметров путем изменения расхода ХСИ, можно получать стандартный по показателю "когезионная прочность" модифицированный каучук.

Формула изобретения

Способ управления процессом получения модифицированного цис-1,4-полиизопрена путем регулирования подачи модификатора при постоянных температуре и концентрации полимера в реакторе с замером силы тока или мощности, потребляемой двигателем мешалки реактора, отличающийся тем, что стабилизируют один из указанных параметров при отклонении его от номинального значения путем изменения расхода хлорсульфонилизоцианата, при этом при увеличении силы тока или мощности расход хлорсульфонилизоцианата уменьшают, а при уменьшении увеличивают.

РИСУНКИ

Рисунок 1