《橡胶硫化促进剂DM生产新工艺研究》-毕业论文.docVIP

l 橡胶硫化促进剂DM生产新工艺研究 摘要 提出了以m钠盐（2-巯基苯并噻唑钠盐）为原材料，以双氧水为氧化剂，在碱性条件下合成dm（二硫化二苯骈噻唑）的生产工艺。通过大量实验研究，确定了配料比、反应温度、时间等最佳工艺条件在产品收率和质量方面均取得了较满意的结果。为下一步中试放大工艺流程设计和研究奠定了坚实的基础。 关键词 合成dm；新工艺；最佳工艺条件 中图分类号tq330 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2012）79-0109-03 1 概述 md（二硫化二苯骈噻唑）别名：硫化促进剂dm；硫化促进剂mbts。分子式： c14 h8 n2 s4，分子量332.50。结构式： md（二硫化二苯骈噻唑）灰白色或淡黄色粉末，微有苦味，无毒。熔点173℃以上，可溶于氯仿，部分溶于苯和乙醇、四氯化碳，不溶于汽油、水和乙酸乙酯，储存稳定。主要用于适用天然胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶及其他多种合成胶的硫化促进剂，硫化温度较高，有显著的后效性，不会早期硫化，操作安全，易分散，不污染，硫化胶耐老化。本品单独使用硫化速度慢，通常都与秋兰母、二硫化氨基甲酸盐、醛胺类、胍类促进剂并用，是g型氯丁胶的优良抗焦烧剂。主要用于制造轮胎、胶管、胶鞋、胶布等一般工业品。在氯丁胶中还可以起到增塑剂或延迟剂的作用。 2 dm生产工艺研究文献背景 经过文献查新和调研发现，目前国内报道硫化促进剂dm（二硫化二苯骈噻唑）通常由促进剂m（2-硫醇基苯并噻唑）氧化制备，采用的氧化剂有亚硝酸钠、氯气、次氯酸钠、双氧水、溴酸钾、过硫酸铵等，也有电解法制备硫化促进剂dm的文献报道。以上各种生产方法中，以促进剂m（巯基苯并噻唑）为原料，以亚硝酸钠或次氯酸钠作为氧化剂的生产厂家较多。其反应如下： 但上述工艺在生产过程中排放大量的废水和废气（no、no2等），给环保治理带来很大的难度，难于实现“绿色洁净”生产，不符合国家的环保政策，而且由于m是以固体状态悬浮在反应介质中参与反应，使反应为非均相体系，反应时间长，产品外观黄、熔点低、游离m偏高，难于满足国内外高端用户的需求。本项目就是在此基础上，开发了以促进剂m（2-硫醇基苯并噻唑）钠盐为原材料、水为反应介质、双氧水为氧化剂的生产工艺，进行了小试和中试放大实验研究。 3 实验研究 3.1 合成路线设计 根据化学反应理论，dm可由下式所示的路线合成： 由上方程式可知，2molm钠与1mol双氧水、1mol硫酸在适宜的条件下，可生产1mol dm。由于m-na 易溶于水，反应为均相体系，反应已于进行。再者反应以m钠盐为起始原料，减少了生成m的过程，降低了操作成本，特别是大大减少了废水排放量。 3.2 实验用原材料及其理化性质 主要原材料及理化性质见表2。 3.3 实验装置及仪器 1）1 000ml四颈烧瓶；2）100ml、500ml、1 000ml量筒；3）可调速增力电动搅拌器；4）250ml恒压滴加漏斗；5）0℃～100℃水银温度计；6）可调温电热套；7）鼓风式自动温控烘箱；8）电子天平；9）毛细管熔点测定议；10）马弗炉。 3.4 实验操作步骤 在装有温度计、搅拌器的四颈烧瓶中依次投入计量好的m钠盐和水，开启搅拌器开关，调整合适转速后，进行升温。升温至所需温度后，开始缓慢滴加氧化剂，控制滴加时间进行氧化，氧化临结束时，用硫酸水溶液进行ph值调整，待ph值稳定于8～9时，即为氧化终点。开始降温至30℃，进行真空抽滤，滤液舍弃，滤饼经烘干、称量，计算收率，并检测熔点、灰分等主要质量指标。 3.5 结果与讨论 3.5.1 原材料配比对反应结果的影响 由反应方程式可知，m钠、双氧水、硫酸的化学计量摩尔比为2：1：1，水的用量应以不影响搅拌为最底限。控制反应温度40℃～50℃，时间4小时，按不同双氧水与硫酸的配比进行了合成实验研究，结果见表3，图1。 实验结果表明，h2o2/h2so4=1/1.25反应收率和dm的熔点最佳。当双氧水配比偏低时，硫酸过量，会造成部分m-na生成m，影响产物的熔点，同时，在反应后期，过量的硫酸还能使产物分解，使收率偏低。由于双氧水在温度较高时不稳定，易于分解损失，所以需要比理论量较高的双氧水配比，但配比过高时，会导致产物过氧化分解，收率降低。 根据前述实验确定的主要原料配比，考虑到m-na 的浓度直接影响单位产品所排放的废水量，所以对不同m-na的浓度对反应结果的影响进行了实验考察。实验结果见表4，图2。 由以上实验数据可看出，m-na浓度在3%～5%时反应收率最佳，产物熔点则随m-na浓度升高而下降，特别当m-na浓度高于5%时下降更加显著。主要是m-na浓度过高时，反应后期体系变得太稠，影响传质，易导致氧化剂局部浓度偏高，产生过氧化反应。所以应该控制m-na浓度不超过5%为宜。