ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ГАЛОБУТИЛКАУЧУКОВ. ЧАСТЬ 2. АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ГАЛОГЕНИРОВАНИЯ БУТИЛКАУЧУКА

Авторы

  • Юрий Николаевич Орлов Тольяттинский государственный университет http://orcid.org/0000-0001-9114-0436
  • Геннадий Иванович Остапенко Тольяттинский государственный университет

Ключевые слова:

галобутилкаучук, галогенирование бутилкаучука, окислительное бромирование, электрохимическое получение галогена

Аннотация

Целью обзора является рассмотрение возможностей совершенствования существующей технологии крупномасштабного производства галобутилкаучуков, повышения экономической эффективности и снижения экологических рисков при ее реализации в промышленном масштабе. В обзоре представлены научно-технические результаты разработки технологий галогенирования бутилкаучука, альтернативных существующей в промышленности. Рассмотрены направления развития технологии производства галобутилкаучуков путем проведения твердофазного галогенирования бутилкаучука, осуществления бромирования бутилкаучука в присутствии окисляющих агентов и электрофильных растворителей, применения в качестве галогенирующих агентов водных растворов галогенов, получаемых электрохимическим способом. Показаны возможности повышения эффективности процесса при проведении твердофазного галогенирования бутилкаучука за счет исключения из технологической цепочки цикла обращения с растворителем. Отмечены недостатки, присущие данной технологии галогенирования, связанные с повышением температуры при смешении полимера с галогенирующим агентом: значительное падение показателя «вязкость по Муни» и изомеризация звеньев с экзометиленовой группой, следствием которой является ускорение вулканизации каучука и снижение времени до начала вулканизации (скорчинг). Обсуждается применение окисляющих агентов и электрофильных растворителей при проведении бромирования бутилкаучука, что позволяет достигнуть практически полной конверсии брома при значительном сокращении продолжительности процесса и обеспечить высокую однородность структуры продукта реакции. Особое внимание уделено осуществлению процесса бромирования бутилкаучука в роторно-пленочном реакторе. Однако наиболее оптимальным признано совмещение стадий образования галогена и утилизации выделяющегося галогеноводорода, возможное при использовании электрохимического получения галогенов в виде их водных растворов.

Биографии авторов

Юрий Николаевич Орлов, Тольяттинский государственный университет

кандидат химических наук, доцент кафедры «Химия, химические процессы и технологии»

Геннадий Иванович Остапенко, Тольяттинский государственный университет

доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой «Химия, химические процессы и технологии»

Библиографические ссылки

1. Щербань Г.Т., Лемаев Н.В., Шияпов Р.Т., Софронова О.В., Иштеряков А.Д., Шамсутдинов В.Г. Способ получения галоидированного бутилкаучука: патент РФ № 2177952, 2002.
2. Crawford R.A., Morrissey R.T. Isoolefin polyolefin interpolymer derivatives and compositions comprising the same: patent US № 2631984, 1953.
3. Hallenbeck V.L. Novel method for preparing rubbery chlorinated isoolefin-polyolefin interpolymer derivatives: patent US № 2804448, 1957.
4. Morrissey R.T. Method for preparing brominated isoolefin-polyolefin interpolymer derivatives: patent US № 2816098, 1957.
5. Tegge B.R., Baldwin F.P, Serniuk G.E. Halogenation of rubbery copolymers: patent US № 2994690, 1961.
6. Шмарлин В.С., Бугров В.П., Тимофеева Л.С., Прокофьев Я.Н. Синтез, свойства и применение модифицированных бутилкаучуков. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1973. 81 с.
7. Newman N.F., Kowalski R.C. Process for the manufacture of halogenated elastomers: patent US № 4384072, 1983.
8. Process for the manufacture of halogenated elastomers: patent US № 4486575, 1984.
9. Kowalski R.C., Davis W.M., Newman N.F., Erwin L. Process for the manufacture of halogenated elastomers: patent US № 4513116, 1985.
10. Kowalski R.C., Davis W.M., Newman N.F., Foroulis Z.A., Baldwin F.P. Process for the manufacture of halogenated elastomers: patent US № 4548995, 1985.
11. Kowalski R.C., Davis W.M., Newman N.F., Foroulis Z.A., Baldwin F.P. Process for the manufacture of halogenated elastomers: patent US № 4554326, 1985.
12. Kowalski R.C., Davis W.M., Newman N.F., Foroulis Z.A., Baldwin F.P. Extrusion process for the preparing improved brominated butyl rubber: patent US № 4563506, 1986.
13. Kowalski R.C., Davis W.M., Newman N.F., Foroulis Z.A., Baldwin F.P. Process for the manufacture of halogenated polymers: patent US № 4650832, 1987.
14. Kowalski R.C., Davis W.M., Newman N.F., Erwin L. Improved process for the manufacture of halogenated polymers: Eur. patent № 0124279, 1990.
15. Garden I.J., Fusco J.V., Newman N.F., Kowalski R.C., Davis W.M. Acid scavenged polymer halogenation: patent US № 5087674, 1992.
16. Gardner I.J., Fusco J.V., Newman N.F., Kowalski R.C., Davis W.M., Baldwin F.P., Daha Az. Halogenated butyl rubber: patent US № 4632963, 1986.
17. Gardner I.J., Fusco J.V., Newman N.F., Kowalski R.C., Davis W.M., Baldwin F.P., Daha Az. Halogenated butyl rubber: patent US № 4703091, 1987.
18. Gardner I.J., Fusco J.V., Baldwin F.P. Process for preparing improved halogenated butyl rubbers: patent US № 4634741, 1987.
19. Gardner I.J., Fusco J.V. Process for the producing brominated butyl rubber high in primary allylic bromine: patent US № 4649178, 1987.
20. Gardner I.J., Fusco J.V., Baldwin F.P. Process for preparing improved halogenated butyl rubbers: patent US № 4681921, 1987.
21. Dudzik Z., Judek P., Michalski M. Katalityczne bromowa nie kopolimeru izoprenizobutylenu w obecności zeolitu typu NaX // Polimery – tworz. wielkoczasterzk. 1977. Vol. 22. № 8. P. 278–280.
22. Максимов Д.А., Дорожкин В.П. Галогенирование полимеров: патент РФ № 2265613, 2005.
23. Максимов Д.А., Новикова А.С., Каюмова М.А., Лемпорт П.С. Способ галогенирования бутилкаучука: патент РФ № 2468038, 2012.
24. Cottle D.L. Halogenation of low unsaturation rubbery polymers in the presence of oxidizing agent: patent US № 3018275, 1962.
25. Baade W., Onigshofen H.K., Kaszas G. Process for the bromination of alkyl rubbers: patent US № 5569723, 1996.
26. Kaszas G. Bromination of butyl rubber in the presence of electrophilic solvents and oxidizing agents // Rubber Chemistry and Technology. 2000. Vol. 73. № 2. Р. 356–365.
27. Newman N.F. Process for halogenating isomonoolefin copolymers: patent US № 5681901, 1997.
28. Kaszas G., Baade W., Konigshofen H. Improved polymer bromination process: Eur. patent № 0803517 A1, 1997.
29. Kaszas G., Baade W., Konigshofen H. Polymer bromination process in solution: Eur. patent № 0803518 A1, 1997.
30. Kaszas G., Baade W., Konigshofen H. Polymer bromination process: patent US № 5883198, 1999.
31. Kaszas G., Baade W., Konigshofen H. Polymer bromination process: patent US № 6204338, 2001.
32. Kaszas G., Baade W., Konigshofen H. Polymer bromination process in solution: patent US № 6420489 B2, 2002.
33. Чун Д.Й., Макдоналд М.Ф., Уэбб Р.Н., Хембри Р.Д. Способы галоидирования: патент РФ № 2422466, 2011.
34. Wei Wang, Hai-Kui Zou, Guang-Wen Chu. Bromination of butyl rubber in rotating packed bed reactor // Chemical Engineering Journal. 2014. Vol. 240. P. 503–508.
35. Орлов Ю.Н., Коршунов С.П., Кудрявцева Н.А., Писарева В.С., Батаева Л.П., Сире Е.М., Величко П.И. Способ получения бромбутилкаучука: патент РФ № 2180337, 2002.
36. Григорук Ж.Г., Абрамова Н.В., Орлов Ю.Н. Бромирование бутилкаучука системой бромид натрия – трет-бутилгипохлорит // Высокомолекулярные соединения. Серия Б. 2009. Т. 51. № 12. С. 2205–2208.
37. Орлов Ю.Н., Абрамова Н.В., Григорук Ж.Г., Илюшкина Н.Н. Способ получения бромбутилкаучука: патент РФ № 2415873, 2011.
38. Григорук Ж.Г., Орлов Ю.Н., Леванова С.В., Абрамова Н.В. Окислительное бромирование изопренильных звеньев бутилкаучука системой бромид натрия – гипохлорит натрия – фосфорная кислота // Журнал прикладной химии. 2010. Т. 83. № 10. С. 1740–1742.
39. Хусаинова Р.М., Дорожкин В.П., Шияпов Р.Т., Хайруллин Р.В., Максимов Д.А. Способ получения галогенированных полимеров: патент РФ № 2217440, 2003.
40. Максимов Д.А., Дорожкин В.П., Хусаинова Р.М. Нетрадиционные методы галогенирования бутилкаучука // Каучук и резина. 2004. № 3. С. 16–17.
41. Осипов А.Л., Орлов Ю.Н., Абрамова Н.В., Григорук Ж.Г., Пешехонова Г.И., Лебедева С.А. Способ получения бромбутилкаучука: патент РФ № 2497832, 2013.
42. Орлов Ю.Н., Абрамова Н.В., Григорук Ж.Г., Пешехонова Г.И., Лебедева С.А., Осипов А.Л. Технологические параметры гетерогенного процесса синтеза бромбутилкаучука // Промышленное производство и использование эластомеров. 2014. № 2. С. 13–21.
43. Орлов Ю.Н., Абрамова Н.В., Фиалко А.В. Влияние соотношения водной и углеводородной фаз на процесс бромирования бутилкаучука // Каучук и резина. 2015. № 6. С. 8–11.
44. Орлов Ю.Н., Абрамова Н.В., Готфрид С.А. Технологические параметры гетерогенного процесса синтеза хлорбутилкаучука // Промышленное производство и использование эластомеров. 2015. № 2. С. 3–9.

Загрузки

Опубликован

2017-12-25

Выпуск

Раздел

Технические науки

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)