Регистрация / Вход
Прислать материал

14.585.21.0001

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.585.21.0001
Тематическое направление
Индустрия наносистем
Исполнитель проекта
Федеральное государственное унитарное предприятие "Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт синтетического каучука имени академика С.В.Лебедева".
Название доклада
Исследование способов и технологического обеспечения получения диеновых каучуков в массе мономеров
Докладчик
Елфимов Владимир Владимирович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Разработка способа и конструкторских решений по оборудованию для получения диеновых каучуков в массе мономеров (в отсутствие растворителя), обеспечивающих упрощение технологической схемы процесса (из процесса исключаются стадии отмывки полимера, выделения полимера и сушки полимера), снижение энергоёмкости, значительное снижение себестоимости каучука, повышение экологической чистоты производства и улучшение условий труда. Задача проекта: осуществление регулируемого (контролируемого) способа полимеризации изопрена в массе с получением каучука заданного качества.
Актуальность и новизна исследования
Научная новизна заключается в том, что предложенная концепция полимеризации в малообъёмных ячейках озвучена впервые в мире.
Описание исследования

       На сегодняшний день лабораторная установка скомпонована и начала выдавать первые порции продукта цис-1,4-полиизопрен. В отдельно взятом прозрачном кубе действует робот, выполняющий следующие базовые манипуляции:

         - вынимает малообъёмную ячейку для полимеризации из обоймы;

         - помещает ячейку в строго заданную точку пространства;

         - накрывает ячейку крышкой с вмонтированными форсунками;

         - впрыскивает в ячейку заданные порции мономера и катализатора;

         - выдерживает смесь мономера и катализатора выверенное время;

         - впрыскивает в образовавшийся полимер антиоксидант;

         - направляет готовый продукт на склад.

        Сам по себе прозрачный куб изолирован от внешнего мира и заполнен инертной аргоновой атмосферой. В стенки куба интегрировано несколько десятков разъёмов для быстрого подключения:

         - конденсированных фаз – мономера и катализатора;

         - газообразных фаз для пневмоуправления и подачи аргона;

         - электрических кабелей.

        Поэтому остаётся «принести» компоненты – колбы с мономером и катализатором – и «подключить» каждый из них к своему контуру с помощью быстроразъёмных соединений. Контур включает в себя колбу, насос, регулятор давления (около 0,25 МПа), форсунку, колбу.

        Затем включается внешнее управление роботом – пневмоостров, совмещённый с компьютером, в который заложены основные параметры процесса: объёмное соотношение компонентов (скважность импульсов подачи электрического сигнала на форсунки); время выдержки смеси на стадии полимеризации; время вакуумирования на стадии дегазации.

       На заключительном этапе – из контура циркуляции антиоксиданта (новантокс) через отдельную форсунку впрыскивается определённое количество антиоксиданта, и ячейка направляется на склад.

Результаты исследования

        Основной результат работ на сегодняшний день – запуск в работу роботизированного комплекса (РК) для проведения полимеризации изопрена в массе с участием живых компонентов – мономера и катализатора, и получение искомого продукта цис-1,4-полиизопрена с неплохим комплексом свойств.

         Единичные испытания РК вживую достаточно показательны, несмотря на вмешательство ряда непредсказуемых факторов.

Таблица 1.

№ ячейки

Выход полимера

Сод-е

3,4-зв

[η],

дл/г

Mn×

10-3

Mw×

10-3

Mz×

10-3

Mw/ Mn

г

%

2

0,2089

5,1

4,7

7,7

 

7,9*

150

 

429

1696

 

1745

2962

 

2962

11,3

 

4,1

3

0,2039

5,0

3,8

7,6

 

7,8*

176

 

414

1668

 

1702

2875

 

2875

9,7

 

4,1

4

0,3776

9,4

4,1

7,4

 

7,6*

173

 

423

1597

 

1631

2636

 

2637

9,2

 

3,9

5

0,2905

7,1

4,5

6,2

 

6,4*

96

 

301

1289

 

1339

2571

 

2607

13,4

 

4,4

К-167-4

7,1709

52,7

 

2,3

8,3

549

1815

2693

3,3

*- курсивом приводятся ММ характеристики, рассчитанные без учёта низкомолекулярных «хвостов».

Mn – среднечисленная молекулярная масса;

Mw – среднемассовая молекулярная масса;

Mz – z-средняя молекулярная масса;

К= Mw/ Mn – коэффициент полидисперсности.

         Как видно в данном эксперименте значится очень большое соотношение компонентов мономер:катализатор = 60000:1.

         Такое соотношение, проводи мы процесс в присутствии растворителя, никогда бы не завершилось бы никакой полимеризацией.

         Проведение полимеризации стало возможным потому, что у нас в разы уменьшенное количество каталитических ядов в смеси: мономер:катализатор, так как можно считать, что в соотношении катализатор:мономер:растворитель (1:60000:420000) процент растворителя в шихте – 85%, количество каталитических ядов было бы в 8 раз больше и полимеризация бы точно не пошла.

Практическая значимость исследования
Планируемые результаты могут быть применены в промышленности синтетического каучука в любой стране мира. Применение данного способа в промышленности может радикально изменить промышленный способ получения диеновых каучуков. Полученные результаты могут дать международный толчок в развитии данной темы, а именно: введение принципов дискретности, дифференциации подобных процессов, дадут возможность осуществлять контроль и управление каждой конкретной точкой пространственного континуума полимерной среды. Это прямой путь к оцифрованию процесса и получению возможности производства продукта с прогнозируемым (назначаемым) комплексом свойств.