丁苯橡膠論文

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1、丁苯橡膠摘要：丁苯橡膠(SBR)是以丁二烯和苯乙烯為單體，是冃前世界上產(chǎn)量最高’消費(fèi)量最人的通用合成橡膠(SR)品種。它采用自由基引發(fā)的乳液聚合或陰離子溶液聚合工藝而得的，工業(yè)上多采用乳液聚合法。木文將介紹丁苯橡膠的發(fā)展概況、結(jié)構(gòu)、性能各種聚合方法、影響因素及聚合方法的比較等，對(duì)其生產(chǎn)工藝和工藝條件控制進(jìn)行詳細(xì)探討，最后對(duì)?其國(guó)內(nèi)外的供需現(xiàn)狀和發(fā)展前景做岀簡(jiǎn)單探討。借以本文使自己對(duì)丁苯橡膠的生產(chǎn)工藝有個(gè)全局性的認(rèn)識(shí)和把握。關(guān)鍵詞丁苯橡膠、低溫乳液聚合、溶液聚合、生產(chǎn)工藝、工藝條件控制、聚合方法比較發(fā)展概況丁苯橡膠最早開發(fā)始于1913

2、年，1964年美國(guó)Phillips公司用鋰引發(fā)劑實(shí)現(xiàn)了丁苯橡膠的工業(yè)化生產(chǎn)，美國(guó)FireStore公司同年開發(fā)出以鋰為引發(fā)劑的異戊二烯聚合技術(shù)，于1969年實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。2000年，世界總產(chǎn)能力已達(dá)3800kt/a，總需求量為3400kt/ao其中溶聚丁苯橡膠在美國(guó)、西歐和日本的消費(fèi)比例分別占丁苯橡膠的27%、30%、33%o2000年國(guó)內(nèi)總產(chǎn)能力可達(dá)430kt/a,需求量為407kt/a,2005年為540kt/a,2010年為730kt/a,需求在快速增加，特別是溶聚丁苯橡膠具有廣闊的發(fā)展與應(yīng)用前景。理化性能丁苯橡膠的數(shù)均分

3、子量為（1.5-4）X105重均分子量為（2J0）X105,通用丁苯橡膠的玻璃化溫度為?55攝氏度。丁苯橡膠的物理機(jī)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。正文1.1丁苯橡膠的分類丁苯橡膠品種繁多，如按聚合方法、聚合溫度、輔助單體含量及充填劑等的不同，丁苯橡膠簡(jiǎn)分為下列幾類。高遍丁苯（50C聚合〉低溫丁苯（50C聚合〉「乳液亍苯Y(jié)丁苯橡膠＜I溶液丁苯＜低溫充油丁苯（

4、加有含芳烽或環(huán)繪的石油他份）低溫充煤黑丁苯（加有炭黑〉低溫充油.充炭黑丁苯高苯乙烯丁苯（苯乙烯含量較高）液體丁苯（液體狀橡膠〉竣基丁苯（加入第三單體丙烯酸類共聚而成〉烷基鋰溶液丁苯錫偶聯(lián)溶液丁苯（采用偶聯(lián)劑SnCl＜）高反式1,4-T苯（反式人4▼丁二烯含量較高）①按聚合方法和條件分類可以分為乳液聚丁苯橡膠和溶液聚丁苯橡膠；乳聚丁苯橡膠開發(fā)歷史悠久，生產(chǎn)和加工工藝成熟，應(yīng)用廣泛，其生產(chǎn)能力、產(chǎn)量和消耗量在丁苯橡膠中均占首位。溶聚丁苯橡膠是兼具多種綜合性能的橡膠品種，其生產(chǎn)工藝與乳聚丁苯橡膠相比，具有裝置適應(yīng)能力強(qiáng)、膠種多樣化、單體轉(zhuǎn)

5、化率高、排污量小、聚合助劑品種少等優(yōu)點(diǎn)，是今后的發(fā)展方向。乳液聚丁苯橡膠乂可以分為高溫乳液聚合丁苯橡膠和低溫乳液聚合丁苯橡膠，后者應(yīng)用較廣，前者趨于淘汰。在生產(chǎn)工藝上，乳液聚合丁苯橡膠更加成熟，因此本文主要介紹低溫乳液聚合生產(chǎn)丁苯橡膠的生產(chǎn)工藝。②按填料品種分類可以分為充炭黑丁苯橡膠、充油丁苯橡膠和充炭黑充油J?苯橡膠等。③按苯乙烯含量分類丁苯橡膠一10、丁苯橡膠一30、丁苯橡膠一50等，其中數(shù)字為苯乙烯聚合時(shí)的含量（質(zhì)量），最常用的是丁苯橡膠一301?2丁苯橡膠的結(jié)構(gòu)典型丁苯橡膠的結(jié)構(gòu)特征如下表：典型丁苯橡膠的結(jié)構(gòu)特征「苯橡膠類型

6、宏現(xiàn)結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)支化犍膠H1聚茉乙烯徹%

7、或/%反式/%乙烯基/%低溫孔液聚合丁苯橡膠中等少量1000004?623.59.55512髙溫孔液聚介丁苯橡膠大量多1000007.523.416,646.313,7①大分子宏觀結(jié)構(gòu)包括單體比例、平均相對(duì)分子質(zhì)量及分布、分子結(jié)構(gòu)的線性或非線性，凝膠含量②微觀結(jié)構(gòu)主耍包括丁二烯鏈段中順式一1,4＞反式一1,4和1,2—結(jié)構(gòu)（乙烯基）的比例，苯乙烯、丁二烯單元的分布等。①無定形聚合物因摻雜有苯乙烯鏈節(jié)，所以丁苯橡膠的主體結(jié)構(gòu)不規(guī)整，不易結(jié)晶。②丁二烯的微觀結(jié)構(gòu)的變化對(duì)丁苯橡膠性能的影響不人在丁

8、苯橡膠硫化時(shí)，丁二烯鏈節(jié)中順式一1,4和反式一1,4兩種結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生異構(gòu)而相互轉(zhuǎn)化，最后可達(dá)到一個(gè)平衡態(tài)。乂在低溫丁苯和高溫丁苯屮1.2—丁二烯鏈節(jié)的含量相差不太大?所以丁二烯微觀結(jié)構(gòu)的變化對(duì)丁苯橡膠性能的影響不大。③苯乙烯含量與玻璃化轉(zhuǎn)變溫度丁苯橡膠的玻璃化溫度取決于苯乙烯均聚物的含量。乙烯基的含量越低，玻璃化溫度越低?？梢园葱杷５谋壤龔?00%的丁二烯（順式、反式的玻璃化溫度都是-100°C）調(diào)夠到100%的聚苯乙烯（玻璃化溫度為90°C）o玻璃化溫度對(duì)硫化橡膠的性質(zhì)起重要作用，人部分乳液聚合丁苯橡膠含苯乙烯為23.5%,這種含量

9、的丁苯橡膠具有較好的綜合物理機(jī)械性能。④低溫丁苯橡膠性能優(yōu)于高溫丁苯橡膠高溫（50°C）聚合時(shí).支化較嚴(yán)重?凝膠物含量較高；在同等分子量下.分子量分布較寬。低溫聚合下由于它的分子量分布較窄，硫化時(shí)不被硫化的低分子量部分較少，可均勻硫化