Polyisopren

Produktionsprozess
① Ein kontinuierlicher Lösungspolymerisationsprozess unter Verwendung eines Ziegler-Natta-Katalysators und Hexan (oder Butan) als Lösungsmittel. Dieses Verfahren wurde erstmals 1963 von der Goodyear Tire and Rubber Company in den USA industriell eingesetzt. Der Prozess umfasst: Herstellung des Katalysators (Titantetrachlorid-Trialkylaluminium oder Titantetrachlorid-Polyiminoaluminiumalkan), Polymerisation, Entfernung von Katalysatorrückständen, Dehydratisierung und Trocknung sowie Formgebung und Verpackung. Die Polymerisation wird in 3 bis 6 Serienreaktoren mit einem Einzelreaktorvolumen von 40 bis 50 m3 durchgeführt. Die Betriebsprozessparameter sind: Monomerkonzentration 12 % bis 25 %, Polymerisationstemperatur 0 bis 50 Grad, Reaktionszeit 3 ​​bis 5 Stunden, Umwandlungsrate kann 80 % bis 90 % erreichen, Mooney-Viskosität des erhaltenen Rohkautschuks beträgt 80 bis 90, Gelgehalt<1%, and cis-1,4 content of isoprene rubber>95%.
② Intermittierender Lösungspolymerisationsprozess unter Verwendung von Lithium oder Alkyllithium (RLi) als Katalysator und Cyclohexan (oder Hexan) als Lösungsmittel. Dieses Verfahren wurde erstmals 1962 von der Shell Company in den USA unter Verwendung des Patents der Goodrich Chemical Company industrialisiert. Der cis-1,4-Gehalt des erhaltenen Isoprenkautschuks beträgt 92 bis 93 %. Da die Menge des lithiumbasierten Katalysators gering und die Umwandlungsrate hoch ist, können die Prozesse zur Monomerrückgewinnung und Entfernung von Katalysatorrückständen im Verfahren weggelassen werden. Im Vergleich zur kontinuierlichen Lösungspolymerisation stellt dieses Verfahren hohe Anforderungen an die Reinheit der Rohstoffe und eine strengere Kontrolle der Polymerisationsbedingungen, und die Leistung des erhaltenen Isoprenkautschuks ist etwas schlechter.
1974 veröffentlichte China erstmals die experimentellen Ergebnisse der Synthese von cis-1,4-Polyisopren mit Cyclohexansäure-Seltenerd-Triisobutylaluminiumhalogenid und führte anschließend ein Katalysator-Screening, eine Polymerstruktur- und -leistungsuntersuchung sowie eine Zwischentestentwicklung durch. Dieser Seltenerdkatalysator kann Isoprenkautschuk mit einem cis-1,4-Gehalt von über 94 % in hydriertem Benzin produzieren, was ein neues Katalysatorsystem mit industriellen Aussichten darstellt.
Entwicklungsstand
Der wichtige Engpass, der die Entwicklung der chinesischen Kautschukindustrie einschränkt, ist das knappe Angebot an Kautschuk, insbesondere an Naturkautschuk, und der hohe Preis. Aufgrund der geografischen Bedingungen ist die Wachstumsrate der Naturkautschukproduktion in China langsam. Es wird prognostiziert, dass die jährliche Produktion von Naturkautschuk in China um höchstens 700.000 Tonnen steigen kann, was den Bedarf der rasanten Entwicklung der heimischen Kautschukindustrie kaum decken kann. Die Produktion von synthetischem Kautschuk hat jedoch mit der Entwicklung der petrochemischen Industrie Chinas zugenommen. Zu den wichtigsten Sorten von synthetischem Kautschuk gehören Styrol-Butadien-Kautschuk, Butadien-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk, Butylkautschuk, Chloropren-Kautschuk, Nitrilkautschuk und andere Kautschuke, aber die Produktion von Isopren-Kautschuk ist noch leer. Und die oben genannten Sorten von synthetischem Kautschuk können Naturkautschuk nicht vollständig ersetzen. Nur Isopren-Kautschuk kann Naturkautschuk ersetzen. Wie der „kein Reis zum Kochen“-Status von Naturkautschuk, einem wichtigen Rohstoff für die Kautschukindustrie, verbessert werden kann, ist zu einem gemeinsamen Anliegen der Branche geworden. Der jährliche Kautschukverbrauch meines Landes übersteigt 3,1 Millionen Tonnen und liegt damit weltweit an erster Stelle. Es wird erwartet, dass er bis 2010 5 Millionen Tonnen übersteigt, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von über 5,5 % entspricht. Im Jahr 2015 wird er 6 Millionen Tonnen übersteigen und eine Wachstumsrate von 4 % beibehalten. Um den Mangel an inländischen Naturkautschukressourcen auszugleichen, hat mein Land in den letzten zwei Jahren jedes Jahr mehr als 1 Million Tonnen Naturkautschuk importiert. Es wird erwartet, dass der jährliche Import von Naturkautschuk meines Landes in Zukunft 2 Millionen Tonnen übersteigt und mehr als 20 % der gesamten Naturkautschukressourcen der Welt ausmacht.
Außerdem wird aus Sicht der Entwicklung der Reifenindustrie meines Landes der Isoprenkautschuk, der für einige Teile von Ganzstahl-Radialreifen benötigt wird, aus Russland importiert. Das Importvolumen hat 10.300 Tonnen überschritten und der Preis steigt allmählich. Als der Preis in der Anfangsphase niedriger war, wurde auch für Diagonalreifen importierter Isoprenkautschuk verwendet, was den Reifenherstellern große Vorteile brachte. Wenn Isoprenkautschuk Naturkautschuk in einem Verhältnis von 20 % ersetzt, kann der Formulierungsprozess ohne Anpassungen reibungslos verwendet werden. Basierend auf dem Verbrauch von 2,5 Millionen Tonnen Kautschuk durch die Reifenindustrie im Jahr 2010 kann der Verbrauch von Isoprenkautschuk 500.900 Tonnen erreichen, was den Import von Naturkautschuk um 500.110 Tonnen reduzieren könnte, was sowohl für das Land als auch für die Menschen sehr vorteilhaft ist. Russland verwendet Isoprenkautschuk in 50 % der Reifenproduktion. Wenn dieser Anteil im Inland erreicht wird, wird die Nachfrage nach Isoprenkautschuk noch größer sein. Daher sollte mein Land die heimische Kautschukindustrie dazu ermutigen, Isopren-Kautschuk aktiv zu entwickeln und aus strategischer Sicht eine Produktion im großen Maßstab aufzubauen.