乙丙橡膠生產技術主要有溶液聚合法、懸浮聚合法和氣相聚合法3種 [1] 。
溶液聚合是在既可以溶解產品,又可以溶解單體和催化劑體系的溶劑中進行的均相反應,通常以直鏈烷烴為溶劑(如正已烷)。目前,溶液聚合法是乙丙橡膠的主要生產方法,是國外大多數生產廠家都采用的方法。工業化的溶液聚合主要有齊格勒一納塔系列催化劑的低溫溶液聚合和茂金屬系列催化劑的高溫溶液聚合技術兩種。釩催化體系溶液法工藝的乙丙橡膠產量最大,產品牌號最多,市場適應能力強,其產量約占世界乙丙橡膠產量的80%。
齊格勒一納塔型溶液聚合法的優點是技術比較成熟,操作穩定,產品牌號較多,質量均勻,灰分含量較少,應用范圍廣泛。缺點是因聚合反應在溶劑中進行,傳質傳熱受到限制,聚合物質量濃度一般控制在6%~9%,最高僅達11%~14%,聚合效率低;另外由于使用溶劑.需要對其回收精制.生產流程長.設備多.建設投資和操作成本較高。
懸浮聚合不外加溶劑,丙烯既為反應單體,又作懸浮介質,因乙丙橡膠產物不溶于丙烯而懸浮其中,成為一種聚合物液態丙烯淤漿。懸浮聚合法的特點是聚合反應液中聚合物質量濃度可達33%~40%;反應熱由蒸發單體撤除;蒸發的丙烯可循環使用;聚合物膠粒較大,需粉碎后洗滌;因無溶劑而省去了溶劑回收精制工序;采用濕式凝聚;第三單體在分子鏈中分布均勻,且利用率高,有利于改善產品加工性能。目前,世界上采用懸浮聚合法生產乙丙橡膠的廠家只有德國Bayer公司和意大利Enichem公司,生產能力僅約占世界乙丙橡膠總能力的11%。該法產品牌號少,產品主要供聚烯烴改性用。
氣相工藝由美國UCC(聯合碳化物)公司開發成功并于1998年在美國DuPont Dow化學公司建成世界上第一套生產裝置(91kt/a),產能占世界乙丙橡膠總能力的9%左右。氣相聚合法與溶液聚合法和懸浮聚合法相比,不使用溶劑,不需溶劑的脫除、回收、干燥工序。不僅工藝簡單,還可以大幅度降低能源消耗,幾乎無三廢排放,投資少,成本低。氣相聚合法的缺點是由于產品中含有炭黑,產品通用性差,橡膠性能不適應某些用途需要。因此存在著不能廣泛推廣的局限性。2008年Dow公司的91kt/a氣相裝置關閉。