丁苯橡胶简介

1、一一. .什么叫丁苯橡胶什么叫丁苯橡胶 丁苯丁苯橡胶是橡胶是1,3-1,3-丁二烯和丁二烯和苯乙烯苯乙烯经经 共聚共聚制得的弹性体。丁苯橡胶是制得的弹性体。丁苯橡胶是合成合成 橡胶橡胶的一种。丁苯橡胶是产量最大的的一种。丁苯橡胶是产量最大的 通用合成橡胶，有乳聚丁苯橡胶通用合成橡胶，有乳聚丁苯橡胶 、 溶聚丁苯橡胶。丁苯生胶是浅黄褐色溶聚丁苯橡胶。丁苯生胶是浅黄褐色 弹性弹性固体，密度随苯乙烯含量的增加固体，密度随苯乙烯含量的增加 而变大，而变大，耐油性耐油性差，但介电性能较好；差，但介电性能较好； 生胶抗拉强度只有生胶抗拉强度只有20-3520-35千克力千克力/ /平平 方厘米，加入方厘米

2、，加入炭黑炭黑补强后，抗拉强度补强后，抗拉强度 可达可达250-280250-280千克力千克力/ /平方厘米；其平方厘米；其 黏合性弹性和形变发热量均不如黏合性弹性和形变发热量均不如天天 然橡胶然橡胶，但耐磨性耐自然老化性，但耐磨性耐自然老化性 耐水性气密性等却优于天然橡胶，耐水性气密性等却优于天然橡胶， 因此是一种综合性能较好的橡胶。因此是一种综合性能较好的橡胶。 二二. .丁苯橡胶的性能丁苯橡胶的性能 1.1.丁苯橡胶与其他通用橡胶一样，是一种丁苯橡胶与其他通用橡胶一样，是一种不饱和烯烃不饱和烯烃高聚高聚 物。溶解度参数约为物。溶解度参数约为8.48.4，能溶解于大部分溶解度参数相近，能

3、溶解于大部分溶解度参数相近 丁苯橡胶的烃类溶剂中，而硫化胶仅能溶胀。丁苯橡胶的烃类溶剂中，而硫化胶仅能溶胀。 2 2.丁苯橡胶能进行丁苯橡胶能进行氧化氧化，臭氧破坏臭氧破坏，卤化卤化和和氢卤化氢卤化等反应。在等反应。在 光，热，氧和臭氧结合作用下发生物理化学变化，但其被氧化光，热，氧和臭氧结合作用下发生物理化学变化，但其被氧化 的作用比天然的作用比天然橡胶缓慢，即使在较高温下老化反的作用比天然的作用比天然橡胶缓慢，即使在较高温下老化反 应的速度也比较慢。光对丁苯橡胶的老化作用不明显，但丁苯应的速度也比较慢。光对丁苯橡胶的老化作用不明显，但丁苯 橡胶对臭氧的作用比天然橡胶敏感，耐臭氧性比天然橡胶

4、差。橡胶对臭氧的作用比天然橡胶敏感，耐臭氧性比天然橡胶差。 3.3.丁苯橡胶的低温性能稍差，脆性温度约为丁苯橡胶的低温性能稍差，脆性温度约为-45-45。与其他通。与其他通 用橡胶相似，影响丁苯橡胶电性能的主要因素是配合剂。用橡胶相似，影响丁苯橡胶电性能的主要因素是配合剂。 4.4.丁苯橡胶与一般通用橡胶丁苯橡胶与一般通用橡胶相比相比，具有以下优缺点，具有以下优缺点: : 优点：优点： （1 1）. .硫化曲线平坦，胶料不易烧焦和过硫硫化曲线平坦，胶料不易烧焦和过硫; ;耐磨性，耐热性，耐磨性，耐热性， 耐油性和耐老化性等均比天然橡胶好，高温耐磨性好，适用于耐油性和耐老化性等均比天然橡胶好，高

5、温耐磨性好，适用于 乘用胎。乘用胎。 （2 2）. .在加工过程中相对分子质量降低到一定程度不再降低，在加工过程中相对分子质量降低到一定程度不再降低， 因而不易过炼，可塑度均匀，硫化橡胶硬度变化小。因而不易过炼，可塑度均匀，硫化橡胶硬度变化小。 （3 3）. .提高相对分子质量可以实现高填充，充油橡胶的加工性提高相对分子质量可以实现高填充，充油橡胶的加工性 能好能好; ;容易与其他容易与其他 高不饱和通用橡胶并用，尤其是与天然橡胶高不饱和通用橡胶并用，尤其是与天然橡胶 或顺丁橡胶并用，经配合调整可以克服丁苯橡胶的缺点或顺丁橡胶并用，经配合调整可以克服丁苯橡胶的缺点 缺点：缺点： （1 1）.

6、.纯丁苯橡胶强度低，需要加入高活性补强剂后纯丁苯橡胶强度低，需要加入高活性补强剂后 方可使用。方可使用。 （2 2）. .丁苯橡胶加配合剂比天然橡胶难度大，配合剂在丁苯橡胶加配合剂比天然橡胶难度大，配合剂在 丁苯橡胶中分散性差丁苯橡胶中分散性差; ;反式结构多，铡基上带有苯环。反式结构多，铡基上带有苯环。 （3 3）. .因而滞后损失大，生热高，弹性低，耐寒性也稍因而滞后损失大，生热高，弹性低，耐寒性也稍 差，但充油后可以降低生热差，但充油后可以降低生热; ;收缩大，生胶强度低，粘收缩大，生胶强度低，粘 性差性差; ;硫化速度慢硫化速度慢 （4 4）. .耐屈挠龟裂性天然橡胶好，但裂纹扩展速度

7、快，耐屈挠龟裂性天然橡胶好，但裂纹扩展速度快， 热撕裂性能差。热撕裂性能差。 1 10001000系列（高温乳聚丁苯胶）系列（高温乳聚丁苯胶） 1800系列（低温乳聚丁苯胶炭黑母炼胶）6 11001100系列（高温乳聚丁苯胶炭黑母炼胶）系列（高温乳聚丁苯胶炭黑母炼胶） 2 315001500系列（低温乳聚丁苯胶）系列（低温乳聚丁苯胶） 16001600系列（低温乳聚丁苯胶炭黑母炼胶）系列（低温乳聚丁苯胶炭黑母炼胶） 4 517001700系列（低温乳聚充油丁苯胶）系列（低温乳聚充油丁苯胶） 三三. .丁苯橡胶的分类丁苯橡胶的分类 四四. .丁苯橡胶的用途丁苯橡胶的用途 SBR-1500 SBR

8、-1500广泛用于以炭黑为补强剂和对颜色要求不高的产广泛用于以炭黑为补强剂和对颜色要求不高的产 品，如轮胎胎面、翻胎胎面、输送带、胶管、模制品和压出品，如轮胎胎面、翻胎胎面、输送带、胶管、模制品和压出 制品等。制品等。SBR-1502SBR-1502广泛用于颜色鲜艳和浅色的橡胶制品，如广泛用于颜色鲜艳和浅色的橡胶制品，如 轮胎胎侧、透明胶鞋、胶布、轮胎胎侧、透明胶鞋、胶布、医疗医疗制品和其他一般彩色制品制品和其他一般彩色制品 等。等。SBR-1712SBR-1712广泛用于乘用车轮胎广泛用于乘用车轮胎胎面胶胎面胶，轮胎胎面胶、输，轮胎胎面胶、输 送带、胶管和一般黑色橡胶制品等。送带、胶管和一般

9、黑色橡胶制品等。 五五. .丁苯橡胶（丁苯橡胶（SBRSBR）的背景）的背景 SBRSBR是世界产耗量最大的是世界产耗量最大的SRSR品种，在品种，在SBRSBR的世界消耗量中，的世界消耗量中， 约有约有75%75%用于轮胎和轮胎配件，近用于轮胎和轮胎配件，近2020年来，年来，SBRSBR的消费比例持续的消费比例持续 下降。这主要是原因子午胎的普及率增加。下降。这主要是原因子午胎的普及率增加。 随着汽车工业的发展，橡胶的消耗量越来越大，合成橡胶的随着汽车工业的发展，橡胶的消耗量越来越大，合成橡胶的 使用比例逐年增加，由于中国路况不断改进和高速公路不断发使用比例逐年增加，由于中国路况不断改进和

10、高速公路不断发 展，车速也在提高，这样对轮胎的安全性能提出了更高的要求，展，车速也在提高，这样对轮胎的安全性能提出了更高的要求， 又由于随着石油资源的日益短缺和价格的上涨，节油又是一个又由于随着石油资源的日益短缺和价格的上涨，节油又是一个 十分重要的问题，这样便促使十分重要的问题，这样便促使SSBRSSBR得到迅速发展。得到迅速发展。 六六. .怎样制备与合成丁苯橡胶（怎样制备与合成丁苯橡胶（SBRSBR） 1.1.主要原料：主要原料： 1,3 1,3 丁二烯是最简单的共轭双烯烃。在常温、常压下为无色气丁二烯是最简单的共轭双烯烃。在常温、常压下为无色气 体，相对分子质量为体，相对分子质量为54

11、.0954.09，相对密度，相对密度0.62110.6211，熔点，熔点-108.9-108.9，沸点，沸点- - 4.5 4.5 。有特殊气味，有麻醉性，特别刺激黏膜，容易液化，易溶于。有特殊气味，有麻醉性，特别刺激黏膜，容易液化，易溶于 有机溶剂。性质活泼，容易发生自聚反应，因此在贮存、运输过程中有机溶剂。性质活泼，容易发生自聚反应，因此在贮存、运输过程中 要加入叔丁邻苯二酚阻聚剂。要加入叔丁邻苯二酚阻聚剂。 苯乙烯苯乙烯 CH2CH2 1,3-1,3-丁二烯丁二烯CH2CHCHCH21 无色或微黄色易燃液体，化学性质非常活泼，能进行均聚合，也能与无色或微黄色易燃液体，化学性质非常活泼，能

12、进行均聚合，也能与 其他单体如丁二烯、丙烯腈等发生共聚合反应。其他单体如丁二烯、丙烯腈等发生共聚合反应。 （1）聚合原理）聚合原理-自由基共聚合自由基共聚合 （2）生产工艺）生产工艺-典型配方典型配方 原料及辅助材料原料及辅助材料配方配方I配方配方II 单体单体 丁二烯丁二烯7072 苯乙烯苯乙烯3028 相对分子质量调节剂相对分子质量调节剂叔十烷基硫醇叔十烷基硫醇0.200.16 介质介质水水200195 乳化剂乳化剂 歧化松香酸钢歧化松香酸钢4.54.62 烷基芳基磺酸钠烷基芳基磺酸钠0.15 引发剂引发剂 体系体系 过氧化物过氧化物过氧化氢对孟烷过氧化氢对孟烷0.080.06-0.12

13、活化剂活化剂 还原剂还原剂 硫酸亚铁硫酸亚铁0.050.01 雕白粉雕白粉0.150.04-0.10 螯合剂螯合剂EDTA0.0350.01-0.025 缓冲剂缓冲剂磷酸钠磷酸钠0.080.24-0.45 反应条件反应条件 聚合温度聚合温度55 转化率，转化率，%6060 聚合时间，聚合时间，h7-127-10 3.3.生产工艺生产工艺-聚合条件聚合条件 单体纯度：单体纯度：99% 99% 引发剂：阴离子引发体系引发剂：阴离子引发体系 乳化剂：脂肪酸皂或歧化松香酸皂乳化剂：脂肪酸皂或歧化松香酸皂 分子量调节剂：分子量调节剂： 十二烷基硫醇十二烷基硫醇 防老剂：对苯二酚防老剂：对苯二酚 防老剂防

14、老剂 ：胺类防老剂：胺类防老剂 转化率：转化率：60%60%70%70%， 聚合时间：控制在聚合时间：控制在7 712h12h 4.4.引发剂：引发剂： 选用：正丁基锂选用：正丁基锂 C C4 4H H9 9LiLi 原因：原因： 以正丁基锂为引发剂合成了丁二烯以正丁基锂为引发剂合成了丁二烯- -苯乙烯二嵌段共聚物，苯乙烯二嵌段共聚物， 该共聚物与普通溶聚丁苯橡胶相比，不仅具有良好的物理该共聚物与普通溶聚丁苯橡胶相比，不仅具有良好的物理机械机械 性能性能，同时具有低滚动阻力和高抗湿滑性能；此外还采用由正，同时具有低滚动阻力和高抗湿滑性能；此外还采用由正 丁基锂和二乙烯基苯合成的多螯型引发剂及丁

15、基锂和二乙烯基苯合成的多螯型引发剂及SnCl4SnCl4偶联剂等合偶联剂等合 成了具有宽成了具有宽相对分子质量相对分子质量分布、高门尼粘度的溶聚丁苯橡胶，分布、高门尼粘度的溶聚丁苯橡胶， 并且采用湿法充油制得了物理机械性能优异的充油丁苯橡胶。并且采用湿法充油制得了物理机械性能优异的充油丁苯橡胶。 C C4 4H H9 9Li + CHLi + CH2 2=CH-CH=CH=CH-CH=CH2 2 C C4 4H H9 9-CH-CH2 2-CH=CH-CH=CH2 2- -LILI+ + 5.5.反应机理反应机理 链引发：链引发： C C4 4H H9 9-CH-CH2 2-CH=CH-CH=CH2 2- -LILI+ + + (C + (C6 6H H5 5)CH=CH)CH=CH2 2 C C4 4H H9 9-CH-CH2 2-CH=CH-CH-CH=CH-CH2 2-CH-CH2 2-CH(C-CH(C6 6H H5 5) )- -LILI+ + 链增长：链增长： CHCH2 2-CH=CH-CH-CH=CH-CH2 2-CH-CH2 2-CH(C-CH(C6 6H H5 5) )- -LILI+ + + n CH + n CH2