โพลิไอโซพรีน

ขั้นตอนการผลิต
① กระบวนการโพลีเมอไรเซชันแบบสารละลายต่อเนื่องโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา Ziegler-Natta และเฮกเซน (หรือบิวเทน) เป็นตัวทำละลาย กระบวนการนี้ได้รับการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมเป็นครั้งแรกโดยบริษัท Goodyear Tire and Rubber ในสหรัฐอเมริกาในปี 1963 กระบวนการนี้ประกอบด้วย: การเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา (ไททาเนียมเตตระคลอไรด์-ไตรอัลคิลอะลูมินัมหรือไททาเนียมเตตระคลอไรด์-โพลีอิมิโนอะลูมินัมอัลเคน) โพลีเมอไรเซชัน การกำจัดสารตกค้างของตัวเร่งปฏิกิริยา การทำให้แห้งและการขึ้นรูปและการบรรจุหีบห่อ โพลีเมอไรเซชันดำเนินการในเครื่องปฏิกรณ์ซีรีส์ 3 ถึง 6 เครื่องที่มีปริมาตรเครื่องปฏิกรณ์เดียว 40 ถึง 50m3 พารามิเตอร์กระบวนการทำงานคือ: ความเข้มข้นของโมโนเมอร์ 12% ถึง 25% อุณหภูมิโพลีเมอไรเซชัน 0 ถึง 50 องศา เวลาปฏิกิริยา 3 ถึง 5 ชั่วโมง อัตราการแปลงสามารถเข้าถึง 80% ถึง 90% ความหนืด Mooney ของยางดิบที่ได้คือ 80 ถึง 90 ปริมาณเจล<1%, and cis-1,4 content of isoprene rubber>95%.
② กระบวนการโพลีเมอไรเซชันของสารละลายแบบเป็นระยะโดยใช้ลิเธียมหรืออัลคิลลิเธียม (RLi) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและไซโคลเฮกเซน (หรือเฮกเซน) เป็นตัวทำละลาย กระบวนการนี้ได้รับการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมเป็นครั้งแรกโดยบริษัท Shell ของสหรัฐอเมริกาในปี 1962 โดยใช้สิทธิบัตรของบริษัท Goodrich Chemical ปริมาณ cis-1,4 ของยางไอโซพรีนที่ได้คือ 92% ถึง 93% เนื่องจากปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ลิเธียมนั้นน้อยและอัตราการแปลงสูง จึงสามารถละเว้นกระบวนการกู้คืนโมโนเมอร์และการกำจัดสารตกค้างของตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการได้ เมื่อเปรียบเทียบกับโพลีเมอไรเซชันของสารละลายแบบต่อเนื่อง กระบวนการนี้มีข้อกำหนดสูงสำหรับความบริสุทธิ์ของวัตถุดิบและการควบคุมสภาวะโพลีเมอไรเซชันที่เข้มงวดยิ่งขึ้น และประสิทธิภาพของยางไอโซพรีนที่ได้นั้นแย่กว่าเล็กน้อย
ในปี 1974 จีนได้เผยแพร่ผลการทดลองของการสังเคราะห์โพลีไอโซพรีนซิส-1,4- กับกรดไซโคลเฮกเซนแรร์เอิร์ธ-ไตรไอโซบิวทิลอะลูมิเนียม-ฮาไลด์เป็นครั้งแรก จากนั้นจึงดำเนินการคัดกรองตัวเร่งปฏิกิริยา โครงสร้างและประสิทธิภาพของพอลิเมอร์ และพัฒนาการทดสอบขั้นกลาง ตัวเร่งปฏิกิริยาแรร์เอิร์ธนี้สามารถผลิตยางไอโซพรีนที่มีปริมาณซิส-1,4 มากกว่า 94% ในน้ำมันเบนซินไฮโดรเจน ซึ่งเป็นระบบตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่ที่มีแนวโน้มทางอุตสาหกรรม
สถานะการพัฒนา
อุปสรรคสำคัญที่จำกัดการพัฒนาอุตสาหกรรมยางของจีนคืออุปทานยางที่ตึงตัว โดยเฉพาะยางธรรมชาติ และราคาที่สูง เนื่องจากสภาพทางภูมิศาสตร์ อัตราการเติบโตของการผลิตยางธรรมชาติในประเทศของฉันจึงช้า คาดการณ์ว่าผลผลิตยางธรรมชาติประจำปีของประเทศของฉันอาจเพิ่มขึ้นมากกว่า 700,000 ตัน ซึ่งยากที่จะตอบสนองความต้องการของการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมยางในประเทศ แต่ผลผลิตยางสังเคราะห์เพิ่มขึ้นพร้อมกับการพัฒนาอุตสาหกรรมปิโตรเคมีของจีน ในบรรดาพันธุ์ยางสังเคราะห์หลัก ประเทศของฉันสามารถผลิตยางสไตรีนบิวทาไดอีน ยางบิวทาไดอีน ยางเอทิลีนโพรพิลีน ยางบิวทิล ยางคลอโรพรีน ยางไนไตรล์ และยางอื่นๆ แต่การผลิตยางไอโซพรีนยังคงว่างเปล่า และพันธุ์ยางสังเคราะห์ดังกล่าวข้างต้นไม่สามารถทดแทนยางธรรมชาติได้อย่างสมบูรณ์ มีเพียงยางไอโซพรีนเท่านั้นที่สามารถทดแทนยางธรรมชาติได้ วิธีการปรับปรุงสถานะ "ไม่ต้องหุงข้าว" ของยางธรรมชาติ ซึ่งเป็นวัตถุดิบที่สำคัญสำหรับอุตสาหกรรมยาง ได้กลายเป็นข้อกังวลทั่วไปในอุตสาหกรรม ปริมาณการบริโภคยางพาราของประเทศของฉันต่อปีเกิน 3.1 ล้านตัน เป็นอันดับ 1 ของโลก คาดว่าในปี 2010 ปริมาณการบริโภคยางพาราจะเกิน 5 ล้านตัน โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีมากกว่า 5.5% และในปี 2015 ปริมาณการบริโภคยางพาราจะเกิน 6 ล้านตัน โดยมีอัตราการเติบโตที่ 4% เพื่อชดเชยการขาดแคลนทรัพยากรยางธรรมชาติในประเทศ ประเทศของฉันจึงนำเข้ายางธรรมชาติมากกว่า 1 ล้านตันทุกปีในช่วง 2 ปีที่ผ่านมา คาดว่าในอนาคตปริมาณการนำเข้ายางธรรมชาติของประเทศของฉันต่อปีจะเกิน 2 ล้านตัน คิดเป็นมากกว่า 20% ของทรัพยากรยางธรรมชาติทั้งหมดของโลก
นอกจากนี้ จากมุมมองของการพัฒนาอุตสาหกรรมยางในประเทศของฉัน ยางไอโซพรีนที่จำเป็นสำหรับชิ้นส่วนบางส่วนของยางเรเดียลรับน้ำหนักเหล็กทั้งหมดนำเข้าจากรัสเซีย และปริมาณการนำเข้าเกิน 10,000 ตัน และราคาก็ค่อยๆ เพิ่มขึ้นเช่นกัน เมื่อราคาลดลงในช่วงแรก ยางผ้าใบยังใช้ยางไอโซพรีนนำเข้า และผู้ผลิตยางก็ได้รับประโยชน์ที่ดี หากยางไอโซพรีนแทนที่ยางธรรมชาติในอัตราส่วน 20% กระบวนการกำหนดสูตรจะสามารถใช้งานได้ราบรื่นโดยไม่ต้องปรับเปลี่ยน จากการบริโภคยางของอุตสาหกรรมยางในปี 2010 ที่ 2.5 ล้านตัน การบริโภคยางไอโซพรีนสามารถสูงถึง 500,000 ตัน ซึ่งสามารถลดการนำเข้ายางธรรมชาติลงได้ 500,000 ตัน ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างมากต่อทั้งประเทศและประชาชน รัสเซียใช้ยางไอโซพรีนในการผลิตยาง 50% หากบรรลุอัตราส่วนนี้ในประเทศ ความต้องการยางไอโซพรีนจะยิ่งมากขึ้น ดังนั้น ประเทศของฉันควรสนับสนุนให้อุตสาหกรรมยางในประเทศพัฒนายางไอโซพรีนอย่างจริงจังและสร้างการผลิตขนาดใหญ่จากมุมมองเชิงกลยุทธ์