RU2298019C2 - Copolymeric sulfur preparation process - Google Patents
Copolymeric sulfur preparation process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2298019C2 RU2298019C2 RU2005103329/04A RU2005103329A RU2298019C2 RU 2298019 C2 RU2298019 C2 RU 2298019C2 RU 2005103329/04 A RU2005103329/04 A RU 2005103329/04A RU 2005103329 A RU2005103329 A RU 2005103329A RU 2298019 C2 RU2298019 C2 RU 2298019C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sulfur
- copolymer
- mixture
- copolymeric
- cooled
- Prior art date
Links
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения сополимерной серы, используемой в качестве вулканизующего агента в резинотехнической и шинной отраслях промышленности.The invention relates to chemical technology, in particular to methods for producing copolymer sulfur used as a curing agent in the rubber and tire industries.
Известен способ получения полимерной серы, в котором для стабилизации серы в ее расплав при температуре 140-150°С вводят 0,3% брома и расплав нагревают до 390-395°С с последующим охлаждением в форсуночном диспергаторе. Затем осуществляют стадии кристаллизации, помола и экстракции органическими растворителями. Полученный продукт отфильтровывают и сушат, а отработанный растворитель регенерируют (см. патент США №2569375, 1951 г.).A known method of producing polymer sulfur, in which to stabilize sulfur in its melt at a temperature of 140-150 ° C, 0.3% of bromine is introduced and the melt is heated to 390-395 ° C, followed by cooling in a nozzle disperser. Then carry out the stage of crystallization, grinding and extraction with organic solvents. The resulting product is filtered off and dried, and the spent solvent is regenerated (see US Pat. No. 2,569,375, 1951).
Недостатки данного способа заключаются в необходимости проведения стадии кристаллизации, помола и экстракции, что усложняет процесс, а также приводит к загрязнению окружающей среды.The disadvantages of this method are the need for the stage of crystallization, grinding and extraction, which complicates the process and also leads to environmental pollution.
Известен способ получения сополимерной серы путем взаимодействия серы с дициклопентадиеном (см. патент США №4902775, 1990 г.). Согласно данному способу, реакцию взаимодействия серы с дициклопентадиеном ведут в автоклаве при перемешивании в водной среде при температуре 120-200°С. Однако осуществление процесса модифицирования серы дициклопентадиеном под давлением с использованием автоклава требует дополнительных затрат на дорогостоящее оборудование, что усложняет технологический процесс и способствует его удорожанию. Кроме этого, взаимодействие серы с дициклопентадиеном в водной среде при расходе воды, превышающем расход серы ~ в 6 раз, способствует значительному расходу энергии на стадию охлаждения большого количества воды и вызывает необходимость в осуществлении дополнительной стадии для удаления влаги из полученного продукта, в частности стадии фильтрации и сушки при температуре 45-50°С, что в целом усложняет процесс и влияет на его экономичность.A known method of producing copolymer sulfur by reacting sulfur with dicyclopentadiene (see US patent No. 4902775, 1990). According to this method, the reaction of the interaction of sulfur with dicyclopentadiene is carried out in an autoclave with stirring in an aqueous medium at a temperature of 120-200 ° C. However, the implementation of the process of modifying sulfur with dicyclopentadiene under pressure using an autoclave requires additional costs for expensive equipment, which complicates the process and contributes to its cost. In addition, the interaction of sulfur with dicyclopentadiene in an aqueous medium at a water consumption exceeding the sulfur consumption by a factor of ~ 6 contributes to a significant energy consumption for the cooling stage of a large amount of water and necessitates an additional stage to remove moisture from the obtained product, in particular, a filtration stage and drying at a temperature of 45-50 ° C, which generally complicates the process and affects its efficiency.
Наиболее близким по своей технической сущности является способ получения сополимерной серы сополимеризацией серы с дициклопентадиеном (см. патент Российской Федерации №2173690, 1998 г.).The closest in its technical essence is a method for producing copolymer sulfur by copolymerization of sulfur with dicyclopentadiene (see patent of the Russian Federation No. 2173690, 1998).
Согласно данному способу реакцию сополимеризации серы с дициклопентадиеном проводят в присутствии галогена или его производных, взятого в количестве 0,1-0,5% от массы серы, при массовом соотношении серы к дициклопентадиену (6-8):1. причем сначала вводят серу и галоген или его производные, а затем днциклопентадиен и первую стадию процесса осуществляют при 130-145°С в течение 10-45 мин в эмульгаторе с числом оборотов 700-1500 об/мин, а вторую стадию процесса - при 130-145°С в течение 30-90 мин при перемешивании в смесителе с числом оборотов 10-100 об/мин, с последующим охлаждением полученного продукта до 10°С, дроблением и криогенным помолом.According to this method, the reaction of copolymerization of sulfur with dicyclopentadiene is carried out in the presence of halogen or its derivatives, taken in an amount of 0.1-0.5% by weight of sulfur, with a mass ratio of sulfur to dicyclopentadiene (6-8): 1. moreover, sulfur and halogen or its derivatives are first introduced, and then dicyclopentadiene and the first stage of the process are carried out at 130-145 ° C for 10-45 minutes in an emulsifier with a speed of 700-1500 rpm, and the second stage of the process at 130- 145 ° C for 30-90 min with stirring in a mixer with a speed of 10-100 rpm, followed by cooling of the resulting product to 10 ° C, crushing and cryogenic grinding.
Недостаток известного способа заключается в том, что при проведении сополимеризации серы с дициклопентадиеном в две стадии затруднительно обеспечить заданный температурный режим из-за экзотермичности реакции и сильного выделения тепла. При этом возможен перегрев смеси до 150°С, что приводит к резкому увеличению вязкости смеси и прекращению процесса сополимеризации.The disadvantage of this method is that when carrying out the copolymerization of sulfur with dicyclopentadiene in two stages, it is difficult to provide a given temperature regime due to the exothermicity of the reaction and strong heat. In this case, overheating of the mixture to 150 ° C is possible, which leads to a sharp increase in the viscosity of the mixture and termination of the copolymerization process.
Необходимо отметить, что из-за трудности обеспечения заданного температурного режима содержание сополимера в готовом продукте не превышает 70-72%, что является недостаточным при его использовании в качестве вулканизующего агента при производстве шин. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования технологии получения сополимерной серы путем изменения технологических условий и параметров процесса сополимеризации серы, что упрощает и удешевляет технологический процесс в целом и влияет на его экономичность.It should be noted that due to the difficulty of ensuring a given temperature regime, the content of the copolymer in the finished product does not exceed 70-72%, which is insufficient when it is used as a vulcanizing agent in the manufacture of tires. The basis of the invention is the task of improving the technology for producing copolymer sulfur by changing the technological conditions and parameters of the sulfur copolymerization process, which simplifies and reduces the cost of the process as a whole and affects its efficiency.
Поставленная задача решается сополимеризацией серы с дициклопентадиеном в присутствии галогена или его производных в три стадии. Первая стадия включает смешение серы и дициклопентадиена в эмульгаторе в присутствии галогена или его производных, взятого в количестве 0,1-0,5% от массы серы, при массовом отношении серы к дициклопентадиену (6-8):1. Первую стадию процесса осуществляют при 135-145°С в течение 10-45 минут в эмульгаторе с мешалкой с числом оборотов 700-1500 об/мин, а вторую стадию процесса проводят при температуре 130-145°С в смесителе с числом оборотов 10-100 об/мин в течение 30-40 минут, после чего смесь охлаждают до 80-85°С и подают дополнительно на третью стадию сополимеризации в реактор-смеситель при одновременном разогреве смеси до 135-150°С при перемешивании в течение 60 минут. При этом содержание сополимера в смеси на выходе из реактора-смесителя после третьей стадии достигает 72-75%.The problem is solved by copolymerization of sulfur with dicyclopentadiene in the presence of halogen or its derivatives in three stages. The first stage involves mixing sulfur and dicyclopentadiene in an emulsifier in the presence of halogen or its derivatives, taken in an amount of 0.1-0.5% by weight of sulfur, with a mass ratio of sulfur to dicyclopentadiene (6-8): 1. The first stage of the process is carried out at 135-145 ° C for 10-45 minutes in an emulsifier with a mixer with a speed of 700-1500 rpm, and the second stage of the process is carried out at a temperature of 130-145 ° C in a mixer with a speed of 10-100 rpm for 30-40 minutes, after which the mixture is cooled to 80-85 ° C and served in addition to the third stage of copolymerization in the reactor-mixer while heating the mixture to 135-150 ° C with stirring for 60 minutes. The content of the copolymer in the mixture at the outlet of the reactor-mixer after the third stage reaches 72-75%.
Для последующего повышения содержания сополимера в готовом продукте смесь после третьей стадии при температуре 135-150°С разливают в формы, охлаждают до полного затвердевания и подвергают термообработке в термокамере в течение 10-30 минут при температуре 135-140°С, после чего сополимерную серу охлаждают до 10°С и подвергают криогенному помолу.To further increase the copolymer content in the finished product, the mixture after the third stage at a temperature of 135-150 ° C is poured into molds, cooled to complete solidification and subjected to heat treatment in a heat chamber for 10-30 minutes at a temperature of 135-140 ° C, after which the copolymer sulfur cooled to 10 ° C and subjected to cryogenic grinding.
Проведение термообработки способствует более полному протеканию реакции серы с дициклопентадиеном, повышению содержания сополимера в сополимерной сере до 78-82% и стабилизации химического состава. Готовый продукт затаривают в полиэтиленовые мешки по согласованию с заказчиком.The heat treatment contributes to a more complete reaction of sulfur with dicyclopentadiene, increasing the copolymer content in the copolymer sulfur to 78-82% and stabilizing the chemical composition. The finished product is packaged in plastic bags as agreed with the customer.
Примеры конкретного выполненияCase Studies
Пример (по прототипу)Example (prototype)
В эмульгатор загружают 1 т жидкой серы и 0,2% от массы серы галогена (2 кг йода), а затем 150 кг дициклопентадиена, обеспечивая отношение серы к дициклопентадиену 6,6:1. Реакционную смесь интенсивно перемешивают в течение 60 минут при числе оборотов мешалки 800 об/мин. При этом температура смеси за счет протекания реакции сополимеризации достигает 140°С, после чего смесь подают в смеситель, где ведут перемешивание в течение 30 минут при числе оборотов мешалки 30 об/мин.The emulsifier is charged with 1 ton of liquid sulfur and 0.2% by weight of halogen sulfur (2 kg of iodine), and then 150 kg of dicyclopentadiene, providing a ratio of sulfur to dicyclopentadiene of 6.6: 1. The reaction mixture was stirred vigorously for 60 minutes at a stirrer speed of 800 rpm. The temperature of the mixture due to the reaction of copolymerization reaches 140 ° C, after which the mixture is fed to the mixer, where they are mixed for 30 minutes with a stirrer speed of 30 rpm.
После завершения процесса сополимеризации полученный продукт охлаждают, дробят в щековой дробилке и затем подают на криогенный помол. Содержание полимера в полученном продукте при реализации технологии в промышленных условиях составляет 70%.After completion of the copolymerization process, the resulting product is cooled, crushed in a jaw crusher and then fed to cryogenic grinding. The polymer content in the resulting product when implementing the technology in an industrial environment is 70%.
Пример 1 (по заявляемому объекту)Example 1 (on the claimed object)
В эмульгатор загружают 1 т жидкой серы и 0,2% от массы серы галогена (2 кг йода), а затем 150 кг дициклопентадиена, обеспечивая отношение серы к дициклопентадиену 6,6:1. Реакционную смесь перемешивают в течение 60 минут при числе оборотов мешалки 800 об/мин. При этом температура смеси при сополимеризации серы достигает 140°С, после чего смесь подают во второй смеситель, где ведут перемешивание в течение 30 минут при числе оборотов мешалки 30 об/мин, осле этого смесь при перемешивании охлаждают до 85°С, подавая в рубашку охлаждения смесителя охлаждающую воду при температуре 20°С. Охлажденную смесь в жидком состоянии подают затем в третий реактор-смеситель, в котором реакционную смесь разогревают до 150°С, подавая пар в паровую рубашку. При этом смесь перемешивают в течение 60 минут при числе оборотов мешалки 30 об/мин.The emulsifier is charged with 1 ton of liquid sulfur and 0.2% by weight of halogen sulfur (2 kg of iodine), and then 150 kg of dicyclopentadiene, providing a ratio of sulfur to dicyclopentadiene of 6.6: 1. The reaction mixture is stirred for 60 minutes at a stirrer speed of 800 rpm. The temperature of the mixture during sulfur copolymerization reaches 140 ° C, after which the mixture is fed to a second mixer, where they are mixed for 30 minutes at a stirrer speed of 30 rpm, after which the mixture is cooled to 85 ° C with stirring, fed into a shirt cooling the mixer, cooling water at a temperature of 20 ° C. The cooled mixture in a liquid state is then fed to a third reactor-mixer, in which the reaction mixture is heated to 150 ° C, supplying steam to the steam jacket. The mixture is stirred for 60 minutes with a stirrer speed of 30 rpm.
Завершив процесс сополимеризации серы в третьем реакторе смесь при температуре 150°С разливается в формы весом по 50 кг, в которых сополимерная сера охлаждается на открытом воздухе и затвердевает. После этого формы с застывшей серой помещаются в термокамеру на 20 минут, в которой при температуре 140°С заканчивается протекание реакции сополимеризации и стабилизируется состав сополимерной серы. Пройдя термообработку, сополимерная сера охлаждается, дробится в щековой дробилке и затем подвергается криогенному помолу. Содержание полимера в готовом продукте достигает 80-82%.Having completed the process of sulfur copolymerization in the third reactor, the mixture is poured at a temperature of 150 ° C into molds weighing 50 kg, in which the copolymer sulfur is cooled in the open air and hardens. After this, solidified sulfur forms are placed in a heat chamber for 20 minutes, in which at a temperature of 140 ° C the course of the copolymerization reaction is terminated and the composition of the copolymer sulfur is stabilized. After heat treatment, the copolymer sulfur is cooled, crushed in a jaw crusher and then subjected to cryogenic grinding. The polymer content in the finished product reaches 80-82%.
Примеры 2-8Examples 2-8
Примеры 2-8 осуществляют, как описано в примере 1. Результаты экспериментальных исследований заявляемого способа в промышленном масштабе представлены в приведенной таблице 1.Examples 2-8 are carried out as described in example 1. The results of experimental studies of the proposed method on an industrial scale are presented in table 1.
Результаты испытаний резиновых смесей приведены в таблице 2.The test results of rubber compounds are shown in table 2.
Анализ результатов таблиц свидетельствует о высоких прочностных характеристиках резиновых смесей, полученных на основе сополимерной серы.Analysis of the results of the tables indicates the high strength characteristics of the rubber compounds obtained on the basis of copolymer sulfur.
Испытания образцов сополимерной серы проводились на ОАО "Ярославский шинный завод". Для сравнения был принят эталонный образец серы "Кристекс-ОТ-33", выпускаемый немецкой фирмой "Байер".Tests of copolymer sulfur samples were carried out at Yaroslavl Tire Plant OJSC. For comparison, a reference sample of Kristex-OT-33 sulfur, manufactured by the German company Bayer, was adopted.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005103329/04A RU2298019C2 (en) | 2005-02-10 | 2005-02-10 | Copolymeric sulfur preparation process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005103329/04A RU2298019C2 (en) | 2005-02-10 | 2005-02-10 | Copolymeric sulfur preparation process |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005103329A RU2005103329A (en) | 2006-07-20 |
RU2298019C2 true RU2298019C2 (en) | 2007-04-27 |
Family
ID=37028374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005103329/04A RU2298019C2 (en) | 2005-02-10 | 2005-02-10 | Copolymeric sulfur preparation process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2298019C2 (en) |
-
2005
- 2005-02-10 RU RU2005103329/04A patent/RU2298019C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005103329A (en) | 2006-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS6048537B2 (en) | Method for producing poly-P-phenylene terephthalamide | |
CN108047386A (en) | It is a kind of for flexible photosensitive resin of 3D printing and preparation method thereof | |
FR2532320A1 (en) | PROCESS FOR PRODUCING SYNTHETIC POLYMER AND SILICA MIXTURE | |
KR19980702754A (en) | Method for preparing polysuccinimide in organic medium | |
JPH0412286B2 (en) | ||
DE10035493A1 (en) | Process for the production of crosslinked rubber particles | |
RU2298019C2 (en) | Copolymeric sulfur preparation process | |
DE2158575C3 (en) | Process for the production of block homopolymers of butadiene (1.3) | |
CA2183022C (en) | Process for the batchwise preparation of poly-p-phenylene terephthalamide | |
CN102876038B (en) | Polyimide siloxane and carbon nanotube composite material and preparation method thereof | |
US7038007B2 (en) | Process for a continuous polymerization for the production of high molecular weight polybenzimidazole | |
CN112194764A (en) | Preparation method of polybutadiene latex | |
CN105418844B (en) | A kind of preparation method of hydroxyl liquid rubber | |
CN100392005C (en) | Process for producing rubbery polymer particle and process for producing resin composition containing the same | |
US3027359A (en) | Tertiary phosphine polymerization catalysts system | |
JP6640432B1 (en) | Cobalt soap, method for producing the same, and rubber belt produced using the cobalt soap | |
CN110628416A (en) | Preparation method and application of methacrylic anhydride modified multi-amino functional carbon quantum dot capable of being immobilized | |
FR2534591A1 (en) | IMPROVED COAGULATION METHOD OF POLYMER LATEX | |
CN105778000B (en) | A kind of isoprene rubber grafted maleic anhydride and preparation method thereof | |
CN115612140B (en) | Preparation method of fluorescent waterborne polyurethane film for organic amine detection | |
CN108912553A (en) | A kind of high-strength light electronic device packing plastics | |
SU689210A1 (en) | Process for producing modified polymers of conjugated dienes | |
DE1040795B (en) | Process for the production of a polyisoprene having an essentially cis structure | |
KR100510765B1 (en) | Aromatic Polyamide Pulp and Its Manufacturing Method | |
SU895957A1 (en) | Polymer-concrete mix and its production method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070211 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20090127 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100211 |