【橡膠技術(shù)網(wǎng) - 丁苯橡膠】

　　丁苯橡膠

　　丁苯橡膠（SBR） 是最大的通用合成橡膠品種，也是最早實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的橡膠之一。它是丁二烯與苯乙烯的無規(guī)共聚物。其物理機構(gòu)性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡膠，有些性能如耐磨、耐熱、耐老化及硫化速度較天然橡膠更為優(yōu)良，可與天然橡膠及多種合成橡膠并用，廣泛用于輪胎、膠帶、膠管、電線電纜、醫(yī)療器具及各種橡膠制品的生產(chǎn)等領(lǐng)域。

　　簡介

　　丁苯橡膠是1,3-丁二烯和苯乙烯經(jīng)共聚制得的彈性體。丁苯橡膠是合成橡膠的一種。

　　單體：1,3-丁二烯（CH2=CH-CH=CH2）、苯乙烯（C6H5C2H3 ）。

　　聚合反應(yīng)：

　　CH2=CH-CH=CH2+C6H5-CH=CH2 ——-[CH2-CH=CH-CH2-CH（C6H5）-CH2]-n

　　丁苯橡膠是產(chǎn)量最大的通用合成橡膠，有乳聚丁苯橡膠、溶聚丁苯橡膠。丁苯橡膠是淺黃褐色彈性固體，密度隨苯乙烯含量的增加而變大，耐油性差，但介電性能較好；橡膠抗拉強度只有20-35千克力/平方厘米，加入炭黑補強后，抗拉強度可達(dá)250-280千克力/平方厘米；其黏合性﹑彈性和形變發(fā)熱量均不如天然橡膠，但耐磨性﹑耐自然老化性﹑耐水性﹑氣密性等卻優(yōu)于天然橡膠，因此是一種綜合性能較好的橡膠。丁苯橡膠是橡膠工業(yè)的骨干產(chǎn)品，它是合成橡膠第一大品種，綜合性能良好，價格低，在多數(shù)場合可代替天然橡膠使用，主要用于輪胎工業(yè)，汽車部件、膠管、膠帶、膠鞋、電線電纜以及其它橡膠制品。

　　產(chǎn)品描述

　　乳液聚合丁苯橡膠

　　英文名 Emulsion-polymerized styrene butadiene rubber （E-SBR）

　　生產(chǎn)方法 由丁二烯和苯乙烯在低溫下進行自由基乳液聚合而制得。

　　產(chǎn)品性能 常溫下為白色固體或透明無懸浮物液體，有微芳香味，是一種性能上更優(yōu)于工業(yè)直鏈烷基苯的洗滌劑產(chǎn)品原料。以其為原料衍生的表面活性劑產(chǎn)品，性能優(yōu)良，生物降解性能好，耐硬水，皮膚感覺柔和，脫脂力小，更適合低溫洗滌，在低溫仍有卓越的去污能力。

　　產(chǎn)品性能 SBR-1500是通用污染型軟丁苯橡膠的最典型品種，生膠的粘著性和加工性能均優(yōu)，硫化膠的耐磨性能、拉伸強度、撕裂強度和耐老化性能較好。SBR-1502是通用非污染型軟丁苯橡膠的最典型品種，其性能與SBR-1500相當(dāng)，有良好的拉伸強度、耐磨耗和屈撓性能。SBR-1712是一種填充高芳香烴油的軟丁苯橡膠的污染性品種，它具有優(yōu)良的粘著性、耐磨性和可加工性以及價格便宜等優(yōu)點。

　　丁苯橡膠

　　用途 SBR-1500廣泛用于以炭黑為補強劑和對顏色要求不高的產(chǎn)品，如輪胎胎面、翻胎胎面、輸送帶、膠管、模制品和壓出制品等。SBR-1502廣泛用于顏色鮮艷和淺色的橡膠制品，如輪胎胎側(cè)、透明膠鞋、膠布、醫(yī)療制品和其他一般彩色制品等。SBR-1712廣泛用于乘用車輪胎胎面膠，輪胎胎面膠、輸送帶、膠管和一般黑色橡膠制品等。

　　包裝與儲運 SBR-1500和SBR-1502,內(nèi)包裝為一層聚乙烯薄膜，外包裝為聚丙烯涂膜編織袋。每袋凈重35kg±0.5kg.應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)、清潔和溫度不高于室溫的倉庫中。貯存時應(yīng)避免污染、雨淋、水浸和太陽光直射。在運輸過程中，不得曝曬在陽光下，不能混入雜物；不得與易燃品、油污品等堆放在一起。運輸車廂應(yīng)保持清潔，避免包裝破損和雜物混入，敞車運輸要蓋防雨布。本產(chǎn)品保質(zhì)期為兩年。

　　溶液聚合丁苯橡膠

　　以丁基鋰為催化劑，在非極性溶劑中合成的丁苯橡膠。1964年，由美國費爾斯通輪胎和橡膠公司、殼牌化學(xué)公司開始生產(chǎn)。80年代，世界的年產(chǎn)量已達(dá)數(shù)十萬噸。溶液聚合丁苯橡膠分嵌段共聚物（即熱塑性橡膠）和無規(guī)共聚物兩類。

　　溶液聚合丁苯橡膠在共聚合過程中，有自發(fā)形成聚苯乙烯嵌段的傾向，為了合成苯乙烯在主鏈上無規(guī)分布（即不含聚苯乙烯嵌段）的共聚物，可采取連續(xù)補加單體、90~150℃丁苯橡膠高溫聚合，以及添加醚、叔胺、亞磷酸鹽、硫化物或表面活性劑作無規(guī)劑等措施。溶液聚合無規(guī)丁苯橡膠的分子量分布比乳液聚合丁苯橡膠窄，支化度也低。為了減輕生膠的冷流傾向，需在共聚過程中添加二乙烯基苯或四氯化錫作交聯(lián)劑，使聚合物分子間產(chǎn)生少量交聯(lián)。還可以將分子量不同的共聚物摻混，使分子量分布加寬。溶液聚合無規(guī)丁苯橡膠的頂式-1,4異構(gòu)體含量為35%~40%,耐磨、撓曲、回彈、生熱等性能比乳液聚合丁苯橡膠好，擠出后收縮小，在一般場合可代替乳液丁苯橡膠，特別適宜制淺色或透明制品，也可以制成充油橡膠。目前，國際上正在探索調(diào)整大分子鏈上的乙烯基含量，使溶液法丁苯橡膠既有很好的耐磨性，又有滿意的抗滑性，以適用于高速車胎。

　　粉末丁苯橡膠PSBR

　　粉末丁苯橡膠PSBR是在丁苯橡膠的基礎(chǔ)上接枝其它單體，添加防老劑和隔離劑，專為改性瀝青生產(chǎn)的一種粉末丁苯橡膠，它除了具有SBR顯著改善瀝青的低溫性能特點外，丁苯橡膠還能明顯改善瀝青的高溫性能。同時本產(chǎn)品也可用于橡膠制品、塑料制品、石油樹脂等改性。

　　2技術(shù)指標(biāo)

　　項目                               技術(shù)指標(biāo)

　　外觀                               白色粉末

　　粒度，目                           14~20

　　分子量                             20萬~30萬

　　結(jié)合苯乙烯，%                  21~35

　　門尼粘度（ML1+4,100℃）   48~66

　　3產(chǎn)品型號與用途

　　1） 普通型，主要用于高寒地區(qū)瀝青的改性、普通瀝青升級、瀝青增延劑、防水卷材瀝青及水工瀝青的改性等，具有顯著改善瀝青低溫性能的特點。

　　2） H型，專門用于提高瀝青的高溫性能。

　　3） R型，專門用于改善瀝青的粘韌性、韌性。

　　4） N型，專門用于高粘度改性瀝青。

　　4使用方法

　　將粉末丁苯橡膠PSBR緩慢加入130~150℃的熱瀝青中，同時進行攪拌，加料完畢待粉末充分?jǐn)嚢杈鶆蚝�，將溫度提高�?50~155℃進行高速剪切10~30分鐘、或膠體磨研磨一遍、或用管式乳化泵打一次循環(huán)即可。

　　5包裝儲存

　　20kg硬紙桶或25kg紙袋包裝。儲存于陰涼干燥通風(fēng)處，防凍防雨防暴曬，儲存溫度5℃~40℃，存放期：24個月。

　　技術(shù)進展

　　乳聚丁苯橡膠的合成技術(shù)進展

　　ESBR的生產(chǎn)技術(shù)在20年代后期逐漸成熟，此后對工藝又進行了不斷的改進，并朝著裝置大型化方向發(fā)展，自動化控制水平有了明顯的提高，并且己達(dá)到相當(dāng)先進的水平。

　　ESBR在提高聚合反應(yīng)的單體轉(zhuǎn)化率、節(jié)能降耗等方面取得了很大的進展，在解決ESBR滾動阻力與抗?jié)窕�性能矛盾問題，優(yōu)化產(chǎn)品性能，適應(yīng)市場需求等方面也得到了突破性進展。

　　美國Goodyear輪胎與橡膠公司不使用溶劑，用含有抗降解劑、金屬失活劑，光敏劑，增效劑，顏料，催化劑和/或促進劑的官能化苯乙烯與含有2%-3%離子表面活性劑和平共處0%-70%增塑劑的丁二烯在0-25℃下進行乳液共聚，制得含有酰氨基的官能化ESBR.日本Zeon公司通過引入第三單體，開發(fā)出一種生熱低且耐磨、可填充SiO2或炭黑、門尼粘度為10-200的ESBR.

　　日本JSR公司發(fā)明了一種用兩步法聚合工藝生產(chǎn)中苯乙烯含量的ESBR新方法。美國Xerox公司通過將單體加入聚合釜，引發(fā)聚合，反應(yīng)放熱后用惰性氣體凈化反應(yīng)器，并將聚合溫度升到規(guī)定值的方法，制取了殘余單體含量低的ESBR.日本三菱化成公司用自由基引發(fā)劑和常規(guī)乳液聚合助劑，用兩步聚合工藝制成了結(jié)合苯乙烯含量分布范圍寬、耐磨性和抗?jié)窕�性比常�?guī)的ESBR好的新型ESBR.日本Lion公司用二元酸雙酯作ESBR的軟化劑，以改善膠料的低溫抓著性。日本住友橡膠工業(yè)公司將接枝有硅烷偶聯(lián)劑的SBR膠乳與一種化合物（如四乙氧基硅烷）混合，通過溶膠凝膠化反應(yīng)而制成一種高強度、高回彈率、低能耗的原位增強ESBR.

　　國內(nèi)外溶聚丁苯橡膠合成技術(shù)進展

　　20世紀(jì)50年代末期，美國Philips公司采用鋰引發(fā)陰離子聚合成功地開發(fā)了SSBR,并于1964年實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。SSBR的工業(yè)化生產(chǎn)通常使用烷基鋰，主要是以丁基鋰作為引發(fā)劑使用烷烴或環(huán)烷烴為溶劑，醇類為終止劑，四氫呋喃為無規(guī)劑。但由于SSBR的加工性能較差，其應(yīng)用并沒有得到較快的發(fā)展。70年代末期，對輪胎的要求越來越高，對橡膠的結(jié)構(gòu)和性能也提出了更高的要求，加之聚合技術(shù)的進步，使SSBR得到較快的發(fā)展。

　　20世紀(jì)80年代初期，英國的Duniop公司和荷蘭的Shell公司通過高分子設(shè)計技術(shù)共同開發(fā)了新的低滾動阻力型SSB丁苯橡膠R產(chǎn)品。荷蘭Shell公司和登錄普輪胎公司共同開發(fā)了新型SSBR產(chǎn)品，日本合成橡膠公司與普利斯通公司共同開發(fā)了新型錫偶聯(lián)SSBR等第二代SSBR產(chǎn)品，這標(biāo)志著SSBR的生產(chǎn)技術(shù)己進入了新的階段。 中國SSBR的開發(fā)較晚，1982年北京燕山石化公司研究院對正丁基鋰-四氫呋喃-環(huán)己烷體系的苯乙烯和丁二烯共聚進行了小試研究，1984年進行了放大試驗，1989年研制了一種新型節(jié)能SSBR,1kt級的工業(yè)裝置開發(fā)成功，1996年北京燕山石化公司開發(fā)成功10kt級的SSBR生產(chǎn)線，并與有關(guān)單位合作，在汽車輪胎、自行車胎、膠鞋、雜品和改性瀝青等方面相繼進行了應(yīng)用研究。北京橡膠工業(yè)研究設(shè)計院對SSBR的基本物性、加工性能評價和輪胎胎面配方等方面進行了研究。

　　目前，SSBR己經(jīng)發(fā)展到了第三代，我的發(fā)達(dá)國家己經(jīng)開始研究第四代乃至第五代SSBR.而中國的SSBR生產(chǎn)還停留在第一、二代之間，還有待于進一步的深入研究，開發(fā)新品種，增加技術(shù)含量。

　　中國丁苯橡膠新技術(shù)的開發(fā)

　　近年來中國開展了許多丁苯橡膠科研開發(fā)與技術(shù)改革，大連理工大學(xué)化工學(xué)院與燕山石化研究院以正丁基鋰為引發(fā)劑合成了丁二烯-苯乙烯二嵌段共聚物，該共聚物與普通溶聚丁苯橡膠相比，不僅具有良好的物理機械性能，同時具有低滾動阻力和高抗?jié)窕�性能；此外還采用由正丁基鋰和二乙烯基苯合成的多螯型引發(fā)劑及SnCl4偶聯(lián)劑等合成了具有寬相對分子質(zhì)量分布、高門尼粘度的溶聚丁苯橡膠，并且采用濕法充油制得了物理機械性能優(yōu)異的充油丁苯橡膠。蘭州石化公司石化研究院自行研制開發(fā)出了粉末丁苯橡膠制備技術(shù)，并實現(xiàn)了中試放大，經(jīng)200t/a規(guī)模的中試驗證明該技術(shù)凝聚工藝平穩(wěn)，過程易于控制，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，重復(fù)性好，屬國內(nèi)首創(chuàng)技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用于瀝青改性方面，具有摻混工藝簡單、易于分散、改善瀝青低溫性能的特點，并填補了國內(nèi)粉末丁苯橡膠改性瀝青領(lǐng)域的空白。