高分子材料课程设计

学院：装备制造学院 班级：复材1102 姓名：梁笑微 学号：110690208 指导老师：白咏梅 日期：2014.1.6

目录

一、有关设计的产品和原料概述.................................... - 3 - 1.1设计题目 .................................................... - 3 - 1.2丁苯橡胶的概述 .............................................. - 3 - 1.3丁苯橡胶的原料和助剂 ........................................ - 3 - 1.4低温乳液聚合的生产原理 ...................................... - 4 - 1.4.1 聚合原理................................................. - 4 - 1.4.2低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺条件 .......................... - 5 - 二、丁苯橡胶的生产工艺流程...................................... - 6 - 三、 设计介绍................................................... - 6 - 3.1设计题目 .................................................... - 6 - 3.2 设计参数和技术特性指标..................................... - 7 - 四、夹套式反应釜总体结构........................................ - 7 - 4.1 罐体几何尺寸计算........................................... - 8 - 4.1.1 确定筒体内径............................................. - 8 - 4.1.2确定釜体封头尺寸 .......................................... - 8 - 4.1.3 釜体实际容积............................................. - 8 - 五、反应釜传热装置.............................................. - 8 - 六、搅拌装置设置................................................ - 8 - 七、反应装置的传动装置设计..................................... - 13 - 7.1电动机的选择 ............................................... - 14 - 7.2、减速器的选择................................................ -14- 7.3轴封的选择 ................................................. - 16 - 八、 反应装置的附件选型以及尺寸设计............................ - 18 - 8.1 管法兰尺寸的设计........................................... - 18 - 8.2釜体法兰联接结构的设计 ..................................... - 19 - 8.2.1 法兰的设计............................................... - 19 - 8.2.2 密封面形式的选型......................................... - 20 - 8.2.3 垫片的设计............................................... - 20 - 8.2.4 螺栓、螺母和垫圈的尺寸规格............................... - 20 - 8.3人孔的选用 ................................................. - 21 - 结束语......................................................... - 22 -

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一、有关设计的产品和原料概述

1.1设计题目

丁苯橡胶聚合反应釜的设计

1.2丁苯橡胶的概述

丁苯橡胶是丁二烯与苯乙烯经共聚合得到的弹性体。英文缩写SBR。其中丁二烯可以顺式－1，4结构，反式－l，4结构和1，2结构存在于分子链中。其结构式为：

～CH-CH2-CH2-CH=CH-CH2～

| C6H5

按聚合方法分为乳液丁苯和溶液丁苯胶，填充改性后又分为充油、充炭黑、充树脂丁苯胶等。丁苯胶中苯乙烯含量增加，密度与硬度增大，介电性改善，但耐油性、弹性、塑性和耐寒性降低。耐磨性、 耐老化性 、耐水性和气密性优于天然橡胶，粘合性、弹性和形变发热量低于天然橡胶。丁苯橡胶综合性能优良，是合成橡胶的第一大品种，产量占合 成橡胶的60%。

[1]

1.3丁苯橡胶的原料和助剂

丁苯橡胶由苯乙烯和丁二烯共聚合成，苯乙烯和丁二烯的物理性质如下：

表1—4 苯乙烯和丁二烯的物理性质

物质 分子式 熔点沸点密度颜色、气味、其它 - 3 -

(℃) (℃) g/cm3 状态（常温） 无色有芳香不溶于水，溶于乙醇和乙醚，能与其他单体聚合，有强折射性 无色，有特殊性活泼，易起聚合反应，有麻醉性，特别刺激黏膜。 C6H5-CH=C苯乙烯 H2 -33 146 0. 9090 气味液体 (20/4℃) CH2=CH-C丁二烯 H=CH2 -108.9 -4.45 0. 6211 气味，气体 (20℃) 表1—5 助剂

助剂名称 活性乳化剂 剂 歧化松氧化物质 锌 皂 胺 烷 香酸甲－β－萘硫磺 炭黑 氢对锰亚铁 类、 碳硫醇 Ｎ－苯基防老剂 剂 剂 过氧化硫酸噻唑叔十二硫化补强氧化剂 剂 还原促进剂 调节剂 分子量1.4低温乳液聚合的生产原理

1.4.1 聚合原理

丁二烯与苯乙烯在乳液中按自由基共聚合反应机理进行聚合反应。其反应式 与产物结构式为： mCH2=CH-CH=CH2+ n

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CH=CH2 -[-CH—CH2-]n---[-CH2-CH=CH-CH2-]m--