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橡胶促进剂MBT制取研究介绍
- 2020-09-01-

    橡胶促进剂MBT是一种通用型促进剂,比较多的应用于各种橡胶中。在天然橡胶和普通合成橡胶中具有加速硫化的作用。此外,它还具有一定的增塑和抗老化性能,可作为氯丁橡胶的缓凝剂。同时,其衍生物CZ、NS、DZ、nobs等具有较好的硫化促进性能。促进剂MBT易在橡胶中分散。主要用于制造轮胎、内胎、胶带、胶鞋和工业产品。

  目前工业上橡胶促进剂MBT一般采用高压法生产,即苯胺、硫磺和二硫化碳在高温(250-300℃)和高压(8.0-11.0mpa)下反应得到粗MBT[2-4]。粗品中MBT的含量一般在85~88%之间,含有大量的树脂和中间产物。杂质的存在限制了MBT的应用。因此,在用作商品之前,需要对其进行提纯。MBT的纯化尤为重要。

  目前精制MBT的方法主要有两种:酸碱法与溶剂法。传统的酸碱法中采用空气、氧气或双氧水作为氧化剂,虽然可以得到较高质量的MBT产品,但是在生产中会产生大量高盐高污染废水与异味气体,污染环境,不利于工人的职业健康;溶剂法使用有机溶剂(如甲苯、二硫化碳、苯胺、氯苯、甲醇等一种或几种复合)来液液萃取或固液萃取粗品MBT,虽然可以实现对粗品MBT的精制,但是由于无法真正实现液液萃取,得到的MBT产品纯度低,无法作为商品级MBT直接用于橡胶硫化;同时得到的MBT产品用于次磺酰胺类原料时,会影响下游次磺酰胺类促进剂的产品指标。目前急需寻找一种高收率、高纯度、安全性好、环境友好的结晶溶剂。

  计算机辅助分子设计(CAMD)是一种不依靠实验,且能够比较快、高效的设计/筛选出目标分子的方法。根据给定的目标物性,通过利用定量结构-性质关系(QSPR)建立分子结构和宏观物性之间的数学模型。本文利用CAMD方法对制备高纯MBT的结晶溶剂进行设计,模型主要包含目标函数、结构约束、性质约束和过程约束。根据工业需求,目标函数设定为产品的纯度和收率,同时对溶剂的分子量、熔点、沸点、闪点等物性以及结晶过程的固液相平衡进行约束。

  通过计算机辅助分子设计,后面选出比较好的有机萘类溶剂,可以用作橡胶促进剂MBT粗品的高效萃取试剂。用有机萘类溶剂液液萃取MBT粗品可以比较好的减少目前工业上用的甲苯、二硫化碳、苯胺等有机溶剂无法真正实现液液萃取而产品质量不好的缺点,四氢萘沸点大于200℃,整个萃取170-200℃进行(大于MBT熔点170℃),真正实现液液接触萃取,过滤干燥得到高纯度的浅黄色MBT,熔点大于172℃,纯度大于98%。