丁基橡胶由于其独特的性能被广泛应用于轮胎内胎、医用瓶塞、电绝缘材料以及密封材料等诸多领域,但由于其聚合过程的特殊性,目前丁基橡胶的制备工艺被国外少数几家公司所垄断。本文利用超重力技术物料停留时间短、传质强度高、微观混合均匀等突出优点,首次在旋转填充床反应器内实现了丁基橡胶的聚合反应。与传统的搅拌釜法工艺比较,发现在相近的实验条件下,采用超重力法新工艺制备的丁基橡胶的数均分子量达到2.89×105,分子量分布指数达到1.99,略优于传统工艺。同时,该新工艺还能够使物料的平均停留时间从30～60min缩短至小于1s,反应器的操作周期缩短至不到传统工艺的二十分子一,反应器的体积大大缩小,生产效率提高了2～3个数量级。本文进一步考察了旋转床的转子转速、填料层数、聚合温度、单体流速和催化剂浓度等因素对聚合产物分子量和分子量分布的影响,得到了理想的聚合条件：转子转速为1200r·min-1,填料厚度为60层,聚合温度为-100℃,单体流速为2.36m·s-1左右。本文还对超重力旋转填充床反应器制备丁基橡胶的聚合过程建立了数学模型。通过计算、实验拟合以及引用文献结果等方法确定了模型中的各个参数值。结合实验数据,分别在不同的转子转速、填料层数、聚合温度和单体流速下对该数学模型进行了验证,发现模型能很好的预测在各个条件下的实验结果。进一步对计算结果进行分析后得到了与实验和文献中相似的结论,该模型具有非常高的可信度。