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摘 要

本课题以促进剂NS为原料，采用氧气氧化法合成促进剂TBSI。通过单因素实验考察了反应温度、反应时间、搅拌速度、氧气压力对合成TBSI反应的影响。实验结果表明：最佳工艺条件为反应温度60 ℃，反应时间2 h，搅拌速度700 r/min，氧气压力为0.5 MPa，此时TBSI产率最高达35.6 %，几乎没有副产物产生。此法操作简单，产物易分离，不产生含盐废水，是一条绿色生产工艺路线。

关键词：促进剂NS 氧气氧化法 促进剂TBSI 工艺条件

Study on Technology in Synthesis of TBSI by Oxygen Oxidation

ABSTRACT

The topics use accelerator NS as raw material in synthesis of accelerator TBSI by oxygen oxidation. Through single factor experiment of reaction temperature, reaction time, stirring speed and the oxygen pressure, study the impact on the synthesis of TBSI. The experimental results showed that the optimum conditions were reaction temperature: 60 ℃; reaction time:2 h; stirring speed:700 r/min; oxygen pressure:0.5 MPa; in this condition the maximum yield of TBSI was 35.6 %, with little byproducts produced. The method is simple and the product is easy to separate. No waste water with salt generated in the process, so it is a green production process route.

Key Words: Accelerator NS; Oxygen Oxidation; Accelerator TBSI; Process conditions

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 前言 1

1.2 国内外橡胶助剂行业的发展 1

1.2.1 橡胶硫化促进剂 2

1.2.2 亚硝胺问题 2

1.3 TBSI基本理化性质 3

1.4 TBSI的优点 4

1.5 TBSI的合成工艺 4

1.5.1 酸酐法 4

1.5.2 次磺酰亚胺氯法 5

1.5.3 酸法 5

1.5.4 氧气氧化法 6

1.6 本课题的研究目的和意义 6

第二章 实验部分 7

2.1 实验材料与仪器 7

2.1.1实验主要试剂 7

2.1.2 实验主要仪器与设备 7

2.2 实验装置 8

2.3 实验原理 8

2.4 实验方法 8

2.5 分析方法 9

2.5.1 TBSI含量测定 9

2.5.2 NS浓度测定 9

2.5.3 TBSI浓度测定 10

第三章 实验结果与讨论 11

3.1 各因素对合成TBSI反应的影响 11

3.1.1 反应温度对合成TBSI反应的影响 11

3.1.2 反应时间对合成TBSI反应的影响 12

3.1.3 搅拌速度对合成TBSI反应的影响 12

3.1.4 氧气压力对合成TBSI反应的影响 13

3.2 叔丁胺的量对TBSI的影响 14

3.3 结论 15

3.4 展望 16

参考文献 17

致谢 18

第一章 文献综述

1.1 前言

我国橡胶工业尤其是轮胎工业的迅猛发展使得橡胶制品需求量不断增加，然而橡胶制品在使用中易出现磨损老化等现象，在制造轮胎和其他橡胶制品时，容易产生有毒的亚硝胺化合物等有害物质，因此世界各国越来越关注橡胶防老剂和橡胶促进剂的开发和应用^[1]。

促进剂TBSI是一种伯胺类次磺酰胺橡胶硫化通用型促进剂，可广泛用于天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、异戊橡胶等。它既避免了仲胺类促进剂(NOBS、DIBS、DZ等) 在橡胶硫化时产生亚硝胺的危险^[2]，又可以取代另一种伯胺类促进剂NS和防焦剂CTP的复合体而单一使用^[3]，这样可以为橡胶加工企业节省一部分用于购买防焦剂的成本。除此之外，TBSI遇水稳定、易于储存，在硫化天然橡胶时可明显提高其硫化返原性^[4]，可用于所有的弹性体，尤其适用于对抗返原要求很高的厚制品。目前TBSI在国内的用量还不是很大，但由于它具有优越的使用性能，可能成为次磺酰胺促进剂中很有发展前途的产品。吴浩^[5]的研究表明用TBSI做促进剂的SBR 1500硫化胶的物理机械性能，与用TBBS做促进剂的硫化胶的相当，优于CZ做促进剂的，但比TBBS和CZ有较好的贮存稳定性。

1.2 国内外橡胶助剂行业的发展

橡胶助剂行业是橡胶工业十分重要的配套行业，我国的橡胶助剂工业起步于1952年，经历了数十年的发展，如今已经成为世界橡胶助剂的生产大国，形成了镇江索普集团、东北助剂总厂、山东单县化工厂、天津有机化工一厂等主要生产基地，2009年全国产量66万吨，工业总产值约120亿元，产量占全球50 %以上，产品30 %用于出口^[20]。防老剂4020，促进剂NS，防焦剂CTP等产品产量居世界前列，具有举足轻重的地位。尽管我国在橡胶助剂领域取得了很大的成绩，但是仍存在许多问题亟待解决，如整个行业普遍存在的规模小、产品单一、生产过程环境污染严重、有毒有害的助剂品种仍在大量生产和使用等。

20世纪90年代以来，国外橡胶助剂主要生产厂家一直在不断调整以适应当前橡胶及助剂工业的发展需求。目前世界上主要的橡胶助剂生产企业有美荷联营的富兰克斯公司、美国康普顿公司、捷克的爱格富集团、德国朗盛公司等^[19]。

富兰克斯（Flexsys）公司是目前全球最大的橡胶助剂生产公司，代表性促进剂产品有Santocure TBBS（NS）、Santocure TBSI和Perkacit TMTD等，该公司将未来发展重点转移到亚太地区，计划在中国大陆和东南亚地区合作建设促进剂装置。

美国康普顿公司（Crompton）是一家综合型化学公司，代表性产品有促进剂TBZTD和CBBS等。康普顿公司于2003年在我国镇江建立丹阳康普顿化工有限公司，以强化在亚洲地区的竞争力，主要对促进剂进行复配和造粒，另外在意大利、韩国、泰国和中国台湾均有橡胶助剂生产厂家。

捷克爱格富集团（Agrofert）是捷克第一大化工公司，主营业务是化肥，近年来橡胶助剂业务发展迅速，成为世界上新的四大橡胶助剂生产供应商之一，其促进剂和对苯二胺类防老剂已占全球15 %的市场份额，其硫化促进剂CBS、TBBS主要供应固特异、普力司通、米其林、倍耐力等世界知名轮胎生产商。

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