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                            順丁橡膠

                            2017-10-25

                            順丁橡膠

                            【-CH2-CH=CH-CH2-】 全名為順式-1,4-聚丁二烯橡膠,英文為cis-polybutadiene;cisdene;[化] butadiene rubber,簡稱BR。由丁二烯聚合制
                            順丁橡膠得的結構規整的合成橡膠。與天然橡膠和丁苯橡膠相比,硫化后的順丁橡膠的耐寒性、耐磨性和彈性特別優異,動負荷下發熱少,耐老化性尚好,易與天然橡膠、氯丁橡膠或丁腈橡膠并用。根據順式1,4含量的不同,順丁橡膠又可分為低順式(順式1,4含量為35%~40%)、中順式(90%左右)和高順式(96%~99%)三類。 
                             
                            高順式順丁橡膠分子間力小,分子量高,因而分子鏈柔性大,玻璃化溫度低(Tg=-110℃),在常溫無負荷時呈無定形態,承受外力時有很高的形變能力,是彈性和耐寒性最好的合成橡膠。且由于分子鏈比較規整,拉伸時可以獲得結晶補強,加入炭黑又可獲得顯著的炭黑補強效果,是一種綜合性能較好的通用橡膠。
                             
                            低順式順丁橡膠最早由美國費爾斯通輪胎和橡膠公司于1955年開發,1961年投產,催化劑為丁基鋰;中順式順丁橡膠首先由美國菲利浦石油公司開發(1956),并于1960年由美國合成橡膠公司建廠投產,催化劑是四碘化鈦-三烷基鋁;高順式順丁橡膠可用鈷系(一氯二烷基鋁-鈷鹽)和鎳系(環烷酸鎳-三烷基鋁-三氟化硼乙醚絡合物)催化劑進行生產。鈷系催化劑由意大利蒙特卡蒂尼公司開發并投產(1963),而鎳系催化劑則是由日本合成橡膠公司采用橋石輪胎公司的技術于1965年工業化的。有中國、美國、日本、英國、法國、意大利、加拿大、蘇聯、聯邦德國等15個國家生產順丁橡膠,近20個品種。1980年世界年產量已超過 1.8Mt,總產量僅次于丁苯橡膠,在合成橡膠中居第二位。
                             
                            順丁橡膠的生產工序包括:催化劑、終止劑和防老劑的配制計量,丁二烯聚合,膠液凝聚和橡膠的脫水干燥。其聚合幾乎都采用連續溶液聚合流程,聚合裝置大都用3~5釜串聯,單釜容積為12~50m。 
                            所用溶劑和所得產物隨催化劑不同而異。 
                             
                            ①用丁基鋰為催化劑生產順丁橡膠,多以環己烷(或己烷)作溶劑。這種聚合體系的催化活性高,工藝簡單,反應容易控制;但所得順丁橡膠的順式1,4含量低,分子量分布窄,不易加工,硫化后的順丁橡膠的物理性能較差,一般只與聚苯乙烯樹脂混煉作改性樹脂。
                            ②用鈦或鈷催化體系生產順丁橡膠時,一般選用苯或甲苯作溶劑,制得順丁橡膠的順式1,4含量高,硫化膠的物理性能類似,不同的是鈦系順丁橡膠的分子量分布窄、冷流傾向大,加工性能也不如鈷系和鎳系順丁橡膠好。
                            ③用鎳系催化劑生產順丁橡膠,芳烴(如苯或甲苯)和脂肪烴(如環己烷、己烷、庚烷或加氫汽油)均可作為聚合溶劑,而且都能得到高分子量、高順式順丁橡膠,以環烷酸鎳-三異丁基鋁-三氟化硼乙醚絡合物作催化劑、以抽余油作溶劑生產順丁橡膠的技術(我國生產橡膠的主要技術方法)。
                            ④尚有三種新型催化劑即:稀土催化劑(如環烷酸稀土-一氯二乙基鋁-三異丁基鋁)、 π-烯丙基氯化鎳催化劑〔如(π-C3H5NiCl)2-四氯苯醌〕和鹵化π-烯丙基鈾催化劑【如(π-C3H5)3UCl-AlRCl2,式中R為乙基】均可制得高順式(96%~99%)的順丁橡膠,而且活性和所得硫化膠的物理性能也好。 
                             
                            順丁橡膠可用傳統的硫磺硫化工藝硫化,其加工性能除混煉時混合速度慢、輕度脫輥外,其他如膠片平整性和光澤度、焦燒時間等均與一般通用橡膠類似。
                            用途
                            順丁橡膠特別適于制汽車輪胎和耐寒制品,還可以制造緩沖材料以及各種膠鞋、膠布、膠帶和海綿膠等。順丁橡膠存在加工性能較差,生膠有一定有一定冷流傾向等缺點。出現的充油順丁橡膠可使上述缺點得到一定程度的改善。但其抗撕裂強度偏低,抗濕滑性不好,以及粘著性不如天然橡膠和丁苯橡膠,尚有待研究改進。 
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