賈桂敏
(中國(guó)石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司質(zhì)檢部,甘肅 蘭州 730060)
隨著合成橡膠產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,下游用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高,對(duì)橡膠生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性提出了更高的要求。在這種情況下,只有不斷提高橡膠產(chǎn)品的質(zhì)量水平,才能實(shí)現(xiàn)提高蘭州石化公司丁腈橡膠市場(chǎng)占有率的目標(biāo)。
石化公司5 萬噸/ 年丁腈橡膠裝置A 線開車以來,NBR2907 在線膠膠漿門尼值散差較大,大罐膠漿門尼值與用其膠漿生產(chǎn)的成品門尼值不能嚴(yán)格對(duì)應(yīng),與國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品相比門尼值有波動(dòng)較大。為此,我們對(duì)影響大罐膠漿門尼黏度與成品門尼黏度之間關(guān)系的主要因素進(jìn)行了分析和探討, 對(duì)其分析過程及生產(chǎn)控制進(jìn)行了改進(jìn),有效地解決了影響丁腈橡膠門尼黏度的主要問題,提高丁腈橡膠產(chǎn)品質(zhì)量[1]。
(1) 丁腈膠漿:牌號(hào)為NBR2907,蘭州石化合成橡膠廠生產(chǎn);
(2)凝聚劑:CaC12的水溶液,濃度為35%,自制;
(3)防老劑丁的飽和酒精溶液,自制;
(4) 門尼黏度機(jī):MV 2000 型門尼機(jī),美國(guó)阿爾法技術(shù)公司制造;
(5)開煉機(jī):XK-150 型,廣東湛江機(jī)械廠制造。
1.2.1 膠漿門尼黏度測(cè)試樣品制備
(1) 500 mL 膠漿中加一定量防老劑,攪拌均勻;
(2)取溫水600 mL,加4.5 mL 35%氯化鈣攪拌均勻;
(3)將膠漿在溫水中進(jìn)行凝聚;
(4)將凝聚好的膠塊用溫水沖洗干凈。
1.2.2 門尼黏度的測(cè)試
將干燥好的膠片經(jīng)過輥法制片后,在自動(dòng)門尼黏度機(jī)上按照GB/T 1232.1—2000 《未硫化橡膠用圓盤剪切粘度計(jì)進(jìn)行測(cè)定 第1 部分:門尼粘度的測(cè)定》進(jìn)行門尼黏度測(cè)試。
本試驗(yàn)對(duì)丁腈橡膠NBR2907 大罐膠漿門尼黏度檢驗(yàn)過程中凝聚溫度、干燥溫度、樣品調(diào)節(jié)時(shí)間、防老劑補(bǔ)加量的影響進(jìn)行考查,針對(duì)丁腈橡膠NBR2907大罐膠漿門尼黏度大罐膠漿均一性、散膠和塊膠門尼黏度進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),對(duì)影響丁腈橡膠性能的因素進(jìn)行探討。
在分析NBR2907 大罐膠漿門尼時(shí),大罐膠漿中僅僅加入了20% 的防老劑P82,未加足另外的80%防老劑,大罐膠漿門尼分析過程中需要將膠漿凝聚干燥后進(jìn)行,而防老劑加入量不足造成膠粒在干燥中發(fā)生部分塑化,導(dǎo)致門尼分析值出現(xiàn)偏差[2]。因此測(cè)試膠漿門尼黏度時(shí)需補(bǔ)加防老劑丁,將實(shí)驗(yàn)室配制好的防老劑丁按不同的加入量加入大罐膠漿中進(jìn)行門尼黏度對(duì)比測(cè)試考察防老劑加入量對(duì)門尼黏度的影響,測(cè)試結(jié)果如表1 所示(每一加入量由5 人分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn),取其平均值)。
表1 不同防老劑丁補(bǔ)加量時(shí)丁腈橡膠膠漿門尼黏度測(cè)試結(jié)果的統(tǒng)計(jì)
圖1 不同凝聚溫度對(duì)丁腈橡膠膠漿門尼黏度的影響
膠漿的穩(wěn)定性與溫度有關(guān),如凝聚溫度過低,則凝聚速度慢,造成膠漿凝聚不完全;膠漿溫度過高時(shí),凝聚速度很快,而且凝聚顆粒不好調(diào)整。為此分別在30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃水中進(jìn)行膠漿凝聚,考察不同溫度對(duì)凝聚后的膠塊門尼黏度的影響,結(jié)果如圖1 所示。由圖1 可以看出,凝聚溫度對(duì)門尼黏度的測(cè)定影響不大,門尼黏度的測(cè)定值在≤2[ML(1+4) 100 ℃]范圍內(nèi),符合GB/T 1232.1—2000 要求。在實(shí)驗(yàn)過程中凝聚溫度在30 ℃和35 ℃時(shí),凝聚的膠塊過輥后,發(fā)現(xiàn)樣片相對(duì)較厚,不易烘干,烘干時(shí)間長(zhǎng),不能滿足中控分析穩(wěn)、準(zhǔn)、快的要求,凝聚溫度在50 ℃和55 ℃時(shí),凝聚的膠塊過輥后,發(fā)現(xiàn)樣片較薄,易于烘干,烘干時(shí)間短,因溫度過高不易于手工操作,因此綜合考慮確定凝聚溫度控制在35~45 ℃之間制樣時(shí)收縮小,易于烘干,能滿足中控分析穩(wěn)、準(zhǔn)、快的要求[3]。
膠漿凝聚成塊后經(jīng)溫水沖洗后過輥制片后放入熱空烘箱中,考察在不同的溫度、時(shí)間下干燥對(duì)門尼黏度的影響,數(shù)據(jù)如表2 所示。
從表2、表3 可以看出丁腈膠漿門尼測(cè)定值與干燥時(shí)間和干燥溫度有很大關(guān)系,在3 個(gè)不同干燥溫度下,溫度低樣品干燥時(shí)間長(zhǎng),溫度高樣品干燥時(shí)間相對(duì)短,且門尼黏度測(cè)定值穩(wěn)定符合標(biāo)準(zhǔn)要求的兩個(gè)測(cè)試結(jié)果差不大于2 個(gè)門尼值的要求。確定干燥溫度為105 ℃,干燥時(shí)間為35±5 min。
表2 35±5 mm 時(shí)干燥溫度、干燥時(shí)間對(duì)膠漿門尼黏度測(cè)試的結(jié)果
表3 55±5 mm 時(shí)干燥溫度、干燥時(shí)間對(duì)膠漿門尼黏度測(cè)試的結(jié)果
將熱空烘箱中干燥后的膠片,在輥距1.4±0.1 mm、輥溫50±5 ℃開煉機(jī)過輥壓制樣片,或?qū)⒛z片冷卻至室溫后再過輥壓制樣片,樣片調(diào)節(jié)不同對(duì)門尼黏度測(cè)試的結(jié)果如表4 所示。
表4 膠片調(diào)節(jié)時(shí)間對(duì)門尼黏度測(cè)試的結(jié)果 單位:ML(1+4) 100 ℃
從表4 可以看出,膠片調(diào)節(jié)時(shí)間對(duì)門尼黏度值影響很大,干燥后直接制樣測(cè)定的門尼黏度平行性差,測(cè)試結(jié)果波動(dòng)較大,不穩(wěn)定,最大極差2.3,放置室溫后制片測(cè)定的門尼黏度結(jié)果最大極差0.9,由此可見,放至室溫后制片測(cè)定值穩(wěn)定且符合標(biāo)準(zhǔn)要求的兩個(gè)測(cè)試結(jié)果差不大于2 個(gè)門尼值的要求。因此干燥后膠片應(yīng)進(jìn)行調(diào)節(jié)后在測(cè)定。
大罐門尼黏度數(shù)據(jù)準(zhǔn)確是保證用其膠漿生產(chǎn)橡膠成品門尼值數(shù)據(jù)可靠的關(guān)鍵,因此對(duì)大罐膠漿門尼黏度均一性進(jìn)行考察是非常重要的。
分 別 對(duì)V-601E、V-601B、V-601C、V-601D 大 罐膠漿門尼黏度均一性進(jìn)行考察,具體結(jié)果如表5 所示。
由表5 的數(shù)據(jù)可以看出,V-601E、V-601B、V-601C罐膠漿門尼黏度在不同梯度的差異較大,同一罐膠漿V-601E 液面表層與罐底相差7.6,說明同一罐膠漿存在不均勻的現(xiàn)象,均一性較差。
表5 NBR2907 大罐膠漿門尼黏度梯度試驗(yàn)數(shù)據(jù)
(1)檢測(cè)NBR2907 大罐膠漿門尼黏度時(shí),防老劑丁的補(bǔ)加量與膠漿比為30∶500(體積比) 門尼黏度的數(shù)據(jù)穩(wěn)定、重復(fù)性好,也保障了大罐膠漿門尼值與用其膠漿生產(chǎn)的成品門尼值相對(duì)應(yīng),穩(wěn)定了橡膠產(chǎn)品質(zhì)量。
(2)綜合考慮確定凝聚溫度控制在35~45 ℃之間,制樣時(shí)收縮小,易于烘干,能滿足中控分析穩(wěn)、準(zhǔn)、快的要求。
(3)膠片的干燥溫度控制在綜合考慮確定干燥溫度為105 ℃,干燥時(shí)間為35±5 min,可以保證膠片在干燥過程中不被氧化降解,所測(cè)的丁腈橡膠膠漿門尼黏度的準(zhǔn)確性更好,與實(shí)際更符合。
(4)在實(shí)際操作時(shí)一定保證膠片冷卻至室溫后才能制樣測(cè)定,這樣才能保證數(shù)據(jù)的可靠性,才能更好地指導(dǎo)生產(chǎn),為生產(chǎn)服務(wù)。
(5)通過大罐膠漿門尼黏度均一性考察,生產(chǎn)工藝將大罐混勻方式調(diào)整為攪拌4 h 同時(shí)加循環(huán)2 h,大罐膠漿不同液位門尼黏度測(cè)定值基本相同,保證大罐膠漿的均一性。
(6)對(duì)NBR2907 在線散膠與壓塊后的膠塊門尼黏度的考察,確定了取/留樣方式為塊膠與下游用戶分析數(shù)據(jù)的一致性,為用戶進(jìn)行后加工提供了更為準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù)。