丁苯橡胶PPT课件.ppt

1、丁苯橡胶,目录,简介 发展史及分类 结构特征 性能与应用 合成工艺 前景展望,1.简介,丁苯橡胶（Styrene-Butadiene Rubber，简称SBR） 最早工业化的合成橡胶之一 由丁二烯和苯乙烯两种单体共聚而得到的弹性体 为浅黄褐色弹性固体,丁苯橡胶结构式,简介,丁苯橡胶,充炭黑丁苯橡胶,简介,一种综合性能较好的通用型合成橡胶 合成橡胶中产量最大的一个品种，约占整个合成橡胶产量的60%,丁苯橡胶成品,丁苯橡胶,其他通用橡胶,异戊橡胶,顺丁橡胶,合成通用橡胶产量分布,2.发展史及分类,发展史,近几年世界丁苯橡胶产耗量,分类,高温丁苯（50聚合） 低温丁苯（5聚合） 低温充油丁苯（加含有

2、芳烃或环烃的石油馏分） 低温充炭黑丁苯（加有炭黑） 低温充油、充炭黑丁苯 高苯乙烯丁苯（苯乙烯含量高） 液体丁苯（液体状橡胶） 羧基丁苯（加入第三单体苯烯酸类共聚而成） 烷基锂溶液丁苯 锡偶联溶液丁苯（采用偶联剂四氯化锡） 高反式1,4-丁苯（反式1,4-丁二烯含量较高）,乳液丁苯,溶液丁苯,丁苯橡胶,丁苯橡胶的分类,分类,各公司生产的SBR,3.结构特性,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,典型丁苯橡胶的结构特征,结构特性对性

3、能的影响,因掺杂有苯乙烯链节，所以丁苯橡胶的主体结构不规整，不易结晶 丁二烯的微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大 苯乙烯含量 对橡胶性能的影响 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,4.性能与应用,白色、浅褐色 有苯乙烯气味 密度：0.919-0.944g/ cm3,乳液丁苯橡胶(ESBR)的性能,与天然橡胶的对比 丁苯生胶的介电性能、对氧及热的稳定性均比天然橡胶好 它的粘结性不好，可塑性低 它的弹性、耐磨性、耐老化性能均可超过天然橡胶 耐酸性、耐碱性、介电性及气密性与天然橡胶相似 但是大分子结构中含有苯环，滞后损失大，动恋变形

4、时发热量大，由制造的轮胎使用寿命较短,溶液丁苯橡胶(SSBR)的性能,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。,世界丁苯橡胶消费结构,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，大多数用于轮胎及其制品，少量的用于橡胶机械制品。,轮胎及其制品（53.5%）,其他方面（34.6%）,橡胶机械制品（11.9%）,SBR的应用,5.合成工艺,1,3-丁二烯（CH2=CH-CH=CH2） 苯乙烯（C6H5C2H3 ） 聚

5、合反应方程：,单体,典型的配方组成,典型低温乳液聚合生产丁苯橡胶配方,引发反应中的添加剂,螯合剂EDTA的使用,为了防止产生的Fe(OH)2沉淀析出，工业上采用乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA-二钠盐)作为螯合剂，与Fe2+生成水溶液性螯合物,雕白粉的使用,由链引发反应可知，Fe2+经氧化后变Fe3+，Fe3+呈棕色，如果其浓度较高将影响丁苯橡胶的色泽。为了减少Fe3+的浓度，工业上使用白粉(甲醛-亚硫酸氢钠二CH2O.NaHSO3.2H2O)作为二级还原剂，使Fe3+还原为Fe2+。,脱氧剂保险粉的使用,保险粉（连二亚硫酸钠二水合物Na2S2O4.2H2O）称为脱氧剂，其能与水中的溶解氧反应,终

6、止反应中的添加剂,终止剂的相关作用,甲基二硫代氨基甲酸钠为有效的终止剂，但在单体回收过程中仍有聚合现象发生，为此，添加了多硫化物、亚硝酸钠以及多乙烯多胺。多硫化物有还原作用，可与残存的过氧化物反应，以消除回收过程中残存的过氧化物的引发作用，亚硝酸钠有防止菜化状的爆聚物生成的作用。,丁苯橡胶的聚合方法,下面主要介绍的是低温乳液聚合,流程图,乳液聚合生产丁苯橡胶工艺流程,工艺过程,低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺过程, 原料的制备与混合 用计量泵将相对分子量调节剂叔十烷 基硫醇与苯乙烯在管路巾混合溶解， 再与处理好的丁二烯在管路巾中混合， 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

7、混合后进入冷却器，冷却至 10。再与活化剂溶液(还原剂、螯合剂等) 混合，从第一个釜的底部进入聚合系统， 氧化剂直接从第个釜的底部直接进入。,单体的纯度 共聚单体的配比,工艺过程,低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺过程, 聚合 聚合系统由812台聚合釜组成，采用串 联操作方式。当聚合达到规定转 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黏度和单 体转化率来控制。转化率是根据取样测定固 体含量来计算，门尼黏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，但当所测定的门尼黏度 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

8、物门尼黏 度合格。,反应条件的控制 聚合终点的控制,工艺过程,低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺过程, 单体丁二烯的回收 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；在第二个闪蒸器中(温 度27，压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。,工艺过程,低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺过程, 单体苯乙烯的回收 脱除丁二烯的乳胶进入苯乙烯汽提塔(高 约10 m，内有十余块塔盘)上部，塔底用 0.1MPa的蒸气直接加热，塔顶压力为 1 2.9kPa，塔顶温度50。苯乙烯与 水蒸气由塔顶出来。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%。,工艺过程,低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺过程, 后处理工段 包括处理工段的准备， 550mm胶粒的 生成和干燥、称量、压块、包装,6.国内外的发展现状和发展建议,我国SBR与国外差距,国外 高温ESBR：40种 低温