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合成橡胶新型高效稀土催化体系取得重大突破
2020-11-01 [64021]

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日前,中国科学院长春应化所合成橡胶新型高效稀土催化剂系统的开发和产业化应用在方面取得了重大突破和成果。 稀土异戊二烯橡胶工业化产品首次将100%代替天然橡胶顺利应用于万吨级稀土异戊二烯橡胶工业化装置,摆脱了中国对天然橡胶的依赖,中国稀土异戊二烯橡胶产品的应用研究开发能力和生产技术已经在世界上名列前茅充分发挥基础优势保护高地长春应化所是国内第一个积极开展合成橡胶研究开发的单位。 稀土催化合成橡胶在20世纪60年代长春应化所为世界合成橡胶领域做出了巨大贡献,不仅丰富了配位聚合的理论和方法,而且符合取代天然橡胶的稀土异戊二烯橡胶和安全性节能绿色轮胎的拒绝稀土丁二烯橡胶的大规模产业化发展经过半个多世纪的发展,稀土催化类合成橡胶还不存在单体活性高、合成橡胶链结构、微观结构、分子量及可控性好等一系列瓶颈问题。

长春应化所的科研人员在多年的科研积累和良好的研究基础上,从稀土元素的特征和稀土催化合成橡胶的基础理论出发,解决稀土催化剂的高度缔合等问题,明确提出了新的配位聚合合成橡胶的微观结构构成机理,发明人提出了配位共轭在稀土催化剂系统的高活性、高立结构取向性和分子质量及其生产的可控性等方面取得了原创性和系统性的研究成果。 逃逸关键核前进是长春应化所将创造性的新一代催化剂单体体系作为前进稀土异戊二烯橡胶产业化过程的重要突破口,在深入研究稀土催化剂和稀土异戊二烯橡胶结构和性能特征的基础上,明确提出了二烯烃配位聚合物微观结构构成的新机制新机制需要考虑催化剂中配体结构、单体条件和聚合物微观结构的相关性,完全演绎现有的实验事实,还需要指导催化剂设计的制备和单体实践,为提高配位聚合合成橡胶微观结构的可控性奠定理论基础长春应化所稀土催化剂创造性这一关系规模产业化全球核心技术取得了重大突破,首次明确稀土化合物的高度缔合是稀土催化剂单体活性低、分子质量长的主要因素,通过特定结构的配位体稀土催化剂缔合分子克拉长春应化所还明确提出了配位共轭链转移单体合成橡胶的理论和方法,使传统单体合成橡胶中的链转移反应从不可逆变为共轭,防止链转移引起的中止反应,不仅提高稀土元素的利用率,而且使聚合反应从低效变为高效开发成套技术创新万吨装置科学研究的价值是致力于重大成果产量,为国家人民做出贡献。

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长春应化所的科研人员经过艰苦奋发,稀土异戊二烯橡胶工业化装置全技术技术工艺包的顺利研发和3万吨/年工业化生产线的顺利竣工和运营,中国已经成为世界上少数大品种、高性能合成橡胶工业化的核心设备 高活性稀土催化剂系统应用于万吨级稀土异戊二烯橡胶工业化装置,其每吨催化剂成本降低到400元以下,单体时间也从平均值7小时延长到2.5小时,大幅减少生产成本,提高生产效率,产品质量国内外应用于万吨级稀土丁二烯橡胶工业化装置,其主催化剂每吨丁二烯橡胶产品的催化剂成本下降到300元以下,产品质量超过国内外同类水平。 在国际领先水平上构建了中国长春应化建设所开发的“3万吨/年稀土异戊二烯橡胶组工业化技术”的成果,在北京用中科院组织的成果进行了鉴定。

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专家表示,这个项目整体超过了国际领先水平,说明中国的稀土异戊二烯橡胶生产技术已经居世界首位。 根据中国橡胶工业协会材料检测研究中心的证书,工业化产品的性能达到国外同类产品水平,几乎可以代替天然橡胶作为全钢载重子午线轮胎的胎面橡胶。

根据中国橡胶工业协会检测中心的评价结果,技术整体的主要特征是以自主开发的催化剂、单体、收敛和后处理技术为核心,构建先进设备的反应器技术、自动控制技术和节能环保技术,开发国内首个3万吨/年稀土异戊二烯橡胶技术工艺包设计合理,装置运行稳定,能耗、物质消耗低,三废排放量少。 在明确提出的稀土催化剂二烯单体新机理的基础上,开发的催化剂具有高活性、高顺式取向性、低成本和产品分子量及其生产效率的特征。 催化剂活性约为0.18kg的稀土钕/吨橡胶,稀土元素的利用率从传统的8-10%上升到接近100%,单体时间比国外的催化剂效率上升近1倍,产品的变压器含量约为97%以上。 开发了适用于低粘接液系统的多釜倒数串联单体、收敛、后处理和溶剂回收技术,其中包括许多专利和专业技术,同时解决了低粘接系橡胶液的热平衡和输送等工序和技术问题,装置整体的综合能耗比国外的同类工艺多20 目前,该配套技术是申请人的73项国内外发明专利,其中35项已获得许可,构成了自主知识产权体系。

最近获得了2014年吉林省技术发明奖一等奖。 该配套技术的成果与国外现有同类技术相比,具备单线生产能力次之、能耗低、节能环保先进设备等特点,大幅度减少了催化剂成本,最重要的是首次将稀土异戊二烯橡胶代替天然橡胶用于轮胎生产【华逸娱乐平台】。

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