丁苯橡胶课件邢台职业技术学院资环系应用化工专业

丁苯橡胶1完整版课件ppt生胶之---丁苯橡胶（SBR）(Styrene-ButadieneRubber)2完整版课件ppt丁苯橡胶的合成3完整版课件ppt全球SBR产能表12008年全球SBR产能（万吨，%）4完整版课件ppt全球SBR产能万吨，%5完整版课件ppt国内SBR产能6完整版课件ppt国内SBR供需情况7完整版课件ppt主要内容SBR的分类SBR的结构（重点）SBR的性能（重点）SBR的应用8完整版课件ppt一、SBR的分类SBR9完整版课件ppt乳聚丁苯橡胶(ESBR)

(EmulsionpolymerizedStyreneButadieneRubber)优点乳聚丁苯橡胶具有良好的综合性能，其加工性能、物理机械性能接近天然橡胶耐热、耐老化以及耐磨性能优于天然橡胶，可与天然橡胶、聚丁二烯橡胶并用而改善加工性能和物理性能缺点弹性比天然橡胶低，滞后损失大硫化胶生热高，收缩变形大表面不光滑，粘性差10完整版课件ppt乳聚丁苯橡胶（ESBR）高温ESBR支化度高，且分子量分布不宽，耐磨性能、抗张强度等方面均不如低温ESBR，所以大部分已被低温ESBR所取代。11完整版课件ppt溶聚丁苯橡胶(SSBR)

(SolutionpolymerizedStyreneButadieneRubber)无规型→通用型SSBR嵌段型→热塑性弹性体（SBS）12完整版课件ppt溶聚丁苯橡胶（SSBR）SSBR具有优良的耐磨性、耐屈挠、耐低温性及优良的动态性能。ESBR抗湿滑性好，但滚动阻力大，而SSBR由于兼具抗湿滑性好和滚动阻力低两种性能．因此近几年随着新型节能轮胎的发展，该胶种在发达国家中发展较快。13完整版课件pptSBR的分类按苯乙烯含量分SBR-10，SBR-30，SBR-5014完整版课件ppt吉化1500齐鲁150215完整版课件ppt俄罗斯1502俄罗斯171216完整版课件ppt二、SBR的结构17完整版课件ppt二、SBR的结构低温ESBR结构特点非结晶性橡胶双键活性低分子链柔性差平均分子量低，相对分子质量分布窄18完整版课件ppt三、SBR的性能低温ESBR白色、浅褐色有苯乙烯气味密度：0.919-0.944g/cm319完整版课件ppt结合苯乙烯含量硬度模量弹性压出收缩率耐低温性能在空气中热老化性能SSBR磨耗指数加工性能及抗湿滑性三、SBR的性能20完整版课件pptSBR物理力学性能强度较NR低非结晶橡胶，无自补强性表3SBR与NR强度对比21完整版课件pptSBR物理力学性能弹性较好，但低于NRNaturalRubber的缩写，意思，天然橡胶（NaturalRubber）；侧基是苯基和乙烯基→大分子链不易内旋转内聚能密度高于NR→大分子之间相互作用力大，分子旋转运动受的约束力大22完整版课件pptSBR物理力学性能耐磨性、耐透气性优于NR抗湿滑性在通用胶中最好耐曲挠龟裂性差，动态生热大、滞后损失大23完整版课件pptSBR物理力学性能非极性→耐油性和耐非极性溶剂差结构较NR紧密→耐油性、耐非极性溶剂、耐化学腐蚀性、耐水性优于NR杂质少→电绝缘性优于NR24完整版课件ppt工艺性能可不塑炼，直接混炼，但混炼性能差用硫黄硫化，速度较NR慢加工安全性好，不易焦烧，不易过硫硫化平坦性好粘着性差25完整版课件ppt四、SBR的应用丁苯橡胶主要用于制作轮胎，世界丁苯橡胶的消费结构中，约53.5％用于轮胎及其制品，11.9％用于橡胶机械制品，34.6％用于其他方面。26完整版课件ppt丁苯橡胶的用途汽车零件电线和电缆包皮胶管和胶鞋轮胎行业

SBR-1500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、模制品和压出制品等。SBR-1502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、医疗制品和其他一般彩色制品等。SBR-1712广泛用于乘用车轮胎胎面胶，轮胎胎面胶、输送带、胶管和一般黑色橡胶制品等。27完整版课件ppt轮胎行业胎面胶胎侧胶胎体帘布层胶胎圈护胶胎芯胶钢丝夹胶SBR1502、SBR1500、SBR1712、SBR1778、SBR1712E、SBR1675、SBR190328完整版课件pptSBR作为胎面胶使用，应用了其哪些优异的性能？良好的耐磨性良好的强度（经炭黑补强后）最好的抗湿滑性良好的工艺性能缺点：生热高，滞后大，耐寒性差案例：29完整版课件ppt应用1.丁苯橡胶主要应用与轮胎工业。在轮胎工业中，丁苯橡胶在轿车胎、小型拖拉机胎及摩托车胎中应用比例较大，而在载重胎及子午胎中的应用比例则较小。30完整版课件ppt应用2.丁苯橡胶在无特殊要求的胶带、胶管中及一些工业制品中也获得了广泛的应用。31完整版课件ppt应用3.鞋底材料一般采用天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、聚氨酯橡胶、热塑性橡胶等。

32完整版课件ppt应用4.电线绝缘与内外护套材料（俗称电缆皮）。33完整版课件ppt四、SBR的应用34完整版课件ppt四、SBR的应用35完整版课件ppt四、SBR的应用36完整版课件ppt四、SBR的应用37完整版课件ppt力车胎SBR1502SBR1712、SBR1721、SSBR38完整版课件ppt胶管胶带SBR1502、SBR171239完整版课件ppt汽车橡胶制品40完整版课件ppt制鞋行业ESBR1502、ESBR1500、ESBR177841完整版课件ppt我国SBR与国外差距国外高温ESBR：40种低温ESBR：80种炭黑母炼胶：60多种充油胶：50多种充油充炭黑胶：140多种高苯乙烯橡胶：70多种国内（1）包括充油胶只有8种（2）SBR1600，SBR1800充油炭黑母炼胶尚属空白（3）SBR1500、1502、171242完整版课件ppt1.概述

丁苯橡胶（Styrene-ButadieneRubber，简称SBR）是丁二烯与苯乙烯在乳液中按自由基共聚合反应机理进行的聚合反应。其反应式与产物结构式为：（x＋y）CH2＝CH－CH＝CH2＋zCH2＝CH－CH2－CH＝CH－CH2CH2－CHCH2－CH－CHCH243完整版课件ppt丁苯橡胶（SBR)是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶之一。其物理结构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域。44完整版课件ppt

溶液聚合乳液聚合工业生产方法黑丁苯低温充油、充炭低温丁苯低温充炭黑丁苯高温丁苯低温充油丁苯高苯乙烯丁苯液体丁苯羧基丁苯烷基锂溶液丁苯苯高反式1，4-丁锡偶联溶液丁苯丁苯橡胶的分类45完整版课件ppt2、低温乳液丁苯橡胶的合成2.1主要原料1,3-丁二烯CH2＝CH－CH＝CH21

1,3–丁二烯是最简单的共轭双烯烃。在常温、常压下为无色气体，相对分子质量为54.09，相对密度0.6211，熔点-108.9℃，沸点-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。苯乙烯

CH2＝CH－2

无色或微黄色易燃液体，化学性质非常活泼，能进行均聚合，也能与其他单体如丁二烯、丙烯腈等发生共聚合反应。

46完整版课件ppt2.2生产原理与工艺

1）聚合原理------自由基共聚合2）生产工艺-----典型配方47完整版课件ppt2.3

生产工艺-----聚合条件单体纯度：＞99%引发剂：阴离子引发体系乳化剂：脂肪酸皂或歧化松香酸皂分子量调节剂：十二烷基硫醇聚合温度:5℃或更低防老剂：对苯二酚填充油：液态烃（芳烃、环烷烃）防老剂：胺类防老剂转化率：60%～70%，聚合时间：控制在7～12h48完整版课件ppt

分散介质

一般以水为分散介质。要求必须采用去离子水，以保证乳液的稳定和聚合产物的质量。用量一般为单体量的60%～300%，水量多少体系的稳定性和传热都有影响，水量少，乳液稳定性差，不利于传热；尤其在低温下聚合这种影响更大，因此，低温乳液聚合生产丁苯橡胶要求乳液的浓度低一些为好，一般控制单体与水的比值为1∶1.05～1∶1.8（物质的量的比），而高温乳液聚合则为1∶2.0～1∶2.5。

2.4低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺过程2.4.1条件确定单体纯度

丁二烯的纯度＞99%。对于由丁烷、丁烯氧化脱氢制得的丁二烯中丁烯含量≯1.5%，硫化物≯0.01%，羰基化合物≯0.006%；对于石油裂解得到的丁二烯中炔烃的含量≯0.002%，以防止交联增加丁苯橡胶的门尼粘度。阻聚剂低于0.001%时对聚合没有明显影响，当高于0.01%时，要用浓度为10%～15%的NaOH溶液于30℃进行洗涤除去。苯乙烯的纯度＞99%，并且不含二乙烯基苯。49完整版课件ppt

聚合温度

与聚合采用的引发剂体系有关。低温乳液聚合生产丁苯橡胶采用氧化-还原引发体系，可以在5℃或更低温度下（－10℃～－18℃）进行，同时，链转移少，产物中低聚物和支链少，反式结构可达70%左右。低温乳液聚合所得到的丁苯橡胶又称为冷丁苯橡胶。如果采用K2S2O8为引发剂，反应温度为50℃，反应转化率为72%～75%。低温下聚合的产物比高温下聚合的产物的性能好。

转化率与聚合时间为了防止高转化下发生的支化、交联反应，一般控制转化率为60%～70%，多控制在60%左右。未反应的单体回收循环使用。反应时间控制在7～12h，反应过快会造成传热困难。

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2.4.2工艺过程

用计量泵将规定数量的相对分子质量调节剂叔十烷基硫醇与苯乙烯在管路中混合溶解，再在管路中与处理好的丁二烯混合。然后与乳化剂混合液（乳化剂、去离子水、脱氧剂等）等在管路中混合后进入冷却器，冷却至10℃。在与活化剂溶液（还原剂、螯合剂等）混合，从第一个釜的底部进入聚合系统，氧化剂直接从第一个釜的底部直接进入。聚合系统由8～12台聚合釜组成，采用串联操作方式。当聚合当到规定转化率后，在终止釜前加入终止剂终止反应。聚合反应的终点主要根据门尼粘度和单体转化率来控制，转化率是根据取样测定固体含量来计算，门尼粘度是根据产品指标要求实际取样测定来确定。虽然生产中转化率控制在60%左右，但当所测定的门尼粘度达到规定指标要求，而转化率未达到要求时也就加终止剂终止反应，以确保产物门尼合格。

51完整版课件ppt1234567189101112131415161781919191919191919202122232425262728293031323334353637383940414247464544484951525455565950废水成品填充油防老剂废水废气废NaOH43水57585352完整版课件ppt

从终止釜流出的终止后的胶液进入缓冲罐。然后经过两个不同真空度的闪蒸器回收未反应的丁二烯。第一个闪蒸器的操作条件是22～28℃，压力0.04MPa，在第一个闪蒸器中蒸出大部分丁二烯；再在第二个闪蒸器中（温度27℃，压力0.03MPa）蒸出残存的丁二烯。回收的丁二烯经压缩液化，再冷凝除去惰性气体后循环使用。脱除丁二烯的乳胶进入苯乙烯汽提塔（高约10m，内有十余块塔盘）上部，塔底用0.1MPa的蒸汽直接加热，塔顶压力为12.9kPa，塔顶温度50℃，苯乙烯与水蒸汽由塔顶出来，经冷凝后，水和苯乙烯分开，苯乙烯循环使用。塔底得到含胶20%左右的胶乳，苯乙烯含量＜0.1%。

经减压脱出苯乙烯的塔底胶乳进入混合槽，在此与规定数量的防老剂乳液进行混合，必要时加入充油乳液，经搅拌混合均匀后，送入后处理工段。

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混合好的乳胶用泵送到絮凝器槽中，加入24%～26%食盐水进行破乳而形成浆状物，然后与浓度0.5%的稀硫酸混合后连续流入胶粒化槽，在剧烈搅拌下生成胶粒，溢流到转化槽以完成乳化剂转化为游离酸的过程，操作温度均为55℃左右。从转化槽中溢流出来的胶粒和清浆液经振动筛进行过滤分离后，湿胶粒进入洗涤槽用清浆液和清水涤，操作温度40～60℃。洗涤后的胶粒再经真空旋转过滤器脱除一部分水分，使胶粒含水低于20%，然后进入湿粉碎机粉碎成5～50mm的胶粒，用空气输送器送到干燥箱中进行干燥。

干燥箱为双层履带式，分为若干干燥室分别控制加热温度，最高90℃，出口处为70℃。履带为多孔的不锈钢板制成，为防止胶粒粘结，可以在进料端喷淋硅油溶液，胶粒在上层履带的终端被刮刀刮下落入第二层履带继续通过干燥室干燥。干燥至含水＜0.1%。然后经称量、压块、检测金属后包装得成品丁苯橡胶。

54完整版课件ppt2.4.3生产中注意的问题

聚合釜的传热问题

由于低温乳液聚合的温度要求在5℃左右，因此，对聚合釜的冷却效率要求很高，工业生产中多采用在聚合釜内安装垂直管式氨蒸发器的方法进行冷却。如图所示。

聚合釜搅拌器转速为105～120r/min。

单体回收中的问题

在闪蒸过程中，为防止胶乳液沸腾产生大量气泡，需要加入硅油或聚乙二醇等消泡剂，并采用卧式闪蒸槽以增大蒸发面积。在脱苯乙烯塔中容易产生凝集物而造成堵塞筛板降低蒸馏效率，因此要定期清洗粘附在器壁上聚合物。为了防止在回收系统产生爆聚物，而采用药剂处理或加入亚硝酸钠、碘、硝酸等抑制剂。

氨气液氨聚合釜TRCA蓄集器管道55完整版课件ppt大分子宏观结构包括：单体比例、平均相对分子质量及分布、分子结构的线性或非线性，凝胶含量等，微观结构主要包括：丁二烯链段中顺式-1，4、反式-1，4和1，2-结构（乙烯基）的比例，苯乙烯、丁二烯单元的分布等。其中乙烯基含量对性能影响较大，含量越低，丁苯橡胶的玻璃化温度越低。

3、丁苯橡胶的结构、性能及用途3.1丁苯橡胶的结构典型丁苯橡胶的结构特征56完整版课件ppt

丁苯橡胶的玻璃化温度取决于苯乙烯均聚物的含量。苯乙烯和丁二烯可以按需要的比例从100%的丁二烯（顺式、反式的玻璃化温度都是－100℃）到100%的聚苯乙烯（玻璃化温度为90℃）。玻璃化温度对硫化胶的性质起重要作用。大部分乳液聚合丁苯橡胶含苯乙烯为23.5%，这种含量的丁苯橡胶具有较好的综合物理机械性能。

非充油乳液聚合丁苯橡胶的数均相对分子质量约为100000。低于该值的丁苯橡胶在贮存时易发生冷流现象；高于该值的加工困难。对于充油丁苯橡胶的相对分子质量可相对高一些。乳液聚合丁苯橡胶的相对分子质量分布比溶液聚合丁苯橡胶宽。前者的相对分子质量分散系数为4～6，而溶液聚合丁苯橡胶的相对分子质量分散系数1.5～2.0。乳液聚合丁苯橡胶支化度较高，对加工有利。从凝胶的含量看，低温乳液聚合丁苯橡胶的凝胶含量比高温乳液聚合的丁苯橡胶的凝胶含量低。乳液聚合丁苯橡胶具有共聚物的共性——