丁苯橡胶
丁苯橡胶硬度与比重表
丁苯橡胶硬度与比重表
丁苯橡胶（ SBR）是一种合成橡胶，由丁二烯和苯乙烯共聚而成，其中苯乙烯单元增强了橡胶的耐油性和耐热性。
以下是丁苯橡胶的基本参数、优缺点和应用方向：
基本参数：
密度：1.1-1.2（g/cm³
硬度：60-100（Shore（A
拉伸强度：5-20（MPa
伸长率：200-600%
耐热性：工作温度-30°C（到+120°C
耐化学性：具有很好的耐油性、耐溶剂性
优点：
△良好的耐油性和耐热性，可在高温、高压、高速和化学环境下工作。
△具有很好的耐化学性，对很多化学物质具有很好的稳定性和抗腐蚀性。
△良好的物理机械性能，如弹性、拉伸强度和耐磨性。
缺点：
▼对极性溶剂和氧化剂敏感。
▼低温下的强度和韧性较差。
▼不适用于酸性环境。
应用方向：
汽车和机械制造业：作为密封件、油封、胶垫和轮胎等产品的制造材料。
石油和化工工业：用于油管、油垫、密封件和化工管道等制品的制造。
食品和制药工业：用于制造食品和药品容器、管道和密封件等。
丁苯橡胶特点及用途
丁苯橡胶特点及用途1. 丁苯橡胶的概述丁苯橡胶是一种合成橡胶，主要由丁二烯和苯乙烯共聚而成。
它具有许多独特的特点，使其在各种工业领域中得到广泛应用。
丁苯橡胶具有良好的耐磨性、耐油性和耐化学品性能，同时还具有较高的弹性和抗张强度。
2. 丁苯橡胶的特点2.1 耐磨性丁苯橡胶具有出色的耐磨性能，可以在恶劣的环境中长时间使用而不容易磨损。
这使得丁苯橡胶成为许多需要耐磨材料的行业的首选，例如汽车轮胎、输送带等。
2.2 耐油性丁苯橡胶具有良好的耐油性能，可以在接触油类物质时保持其物理和化学性能的稳定。
这使得丁苯橡胶成为许多需要与润滑油或燃油接触的零部件的理想材料，包括密封件、管道等。
2.3 耐化学品性能丁苯橡胶具有良好的耐化学品性能，可以在接触多种化学品时保持其稳定性。
这使得丁苯橡胶成为许多需要与化学品接触的设备的重要组成部分，例如化工管道、储罐等。
2.4 弹性和抗张强度丁苯橡胶具有较高的弹性和抗张强度，可以在受力时保持其形状和性能。
这使得丁苯橡胶成为许多需要弹性和抗张强度的产品的理想材料，例如橡胶弹簧、橡胶密封件等。
3. 丁苯橡胶的用途3.1 汽车工业丁苯橡胶在汽车工业中有广泛的应用。
它可以用于制造轮胎、密封件、悬挂系统等。
丁苯橡胶的耐磨性和耐油性使其成为制造高性能轮胎的理想选择。
同时，丁苯橡胶的弹性和抗张强度也使其在汽车悬挂系统中得到广泛应用。
3.2 建筑工业丁苯橡胶在建筑工业中也有重要的用途。
它可以用于制造防水材料、隔音材料、振动吸收材料等。
丁苯橡胶的耐化学品性能使其成为制造耐候性好的防水材料的理想选择。
同时，丁苯橡胶的弹性和抗张强度也使其在振动吸收材料中得到广泛应用。
3.3 化工工业丁苯橡胶在化工工业中也有重要的用途。
它可以用于制造管道、储罐、密封件等。
丁苯橡胶的耐化学品性能使其成为制造耐腐蚀性好的管道和储罐的理想选择。
同时，丁苯橡胶的耐油性也使其成为制造耐油密封件的理想材料。
3.4 其他领域除了汽车工业、建筑工业和化工工业外，丁苯橡胶还在许多其他领域中得到应用。
丁苯橡胶反应方程式
丁苯橡胶反应方程式今天咱们来唠唠丁苯橡胶反应方程式，这玩意儿就像是一场超级神奇的化学魔法秀。
想象一下啊，苯乙烯和丁二烯就像两个性格迥异却又要合作的小伙伴。
苯乙烯呢，就像是一个穿着精致小礼服的优雅舞者，带着它独特的苯环结构，那苯环就像是舞者手中绚丽的花球，特别耀眼。
丁二烯呢，就像是个活力四射的运动小子，有着那长长的碳链，就像它的运动跑道。
然后啊，在反应这个大舞台上，它们开始了奇妙的结合。
这反应就像是一场精心编排的舞蹈和运动赛事的结合体。
催化剂就像是个超级指挥家，拿着魔法棒一挥，“嘿，你们俩，给我好好合作！”在这个过程中，那些化学键就像是一个个小锁链，有的断开，有的重新连接。
这就好比是小伙伴们在玩拆积木再重新搭的游戏，只不过这个游戏的规则超级复杂。
丁苯橡胶的形成就像是盖一座超级大厦，苯乙烯和丁二烯的分子们就是建筑材料。
它们一块一块地拼接起来，最后形成了这个在橡胶界有着重要地位的丁苯橡胶。
这个反应方程式啊，看起来就像是一堆神秘的符号密码。
那些化学符号就像是外星人的文字，初看的时候简直是一头雾水，就像在看天书一样。
但要是仔细研究，就会发现它背后的美妙逻辑，就像是解开了一个超级神秘的宝藏密码。
要是把这个反应比作一场音乐会，那各种化学物质就是不同的乐器。
它们各自发出独特的声音，最后组合在一起就奏响了丁苯橡胶诞生的美妙乐章。
有时候我觉得这个反应方程式像是一个超级复杂的拼图，每个原子、每个化学键都是拼图的一小块。
要把它们准确无误地拼在一起可不容易，就像在黑暗中摸索着拼图一样。
而且啊，这个丁苯橡胶反应方程式还像一个有着无穷魔力的魔法阵。
一旦启动，就会从那些看似普通的原料中变出神奇的丁苯橡胶来。
它就像化学世界里的一个魔法奇迹，让人大开眼界。
总之呢，丁苯橡胶反应方程式虽然复杂，但它背后的有趣之处就像一个充满惊喜的宝藏，越挖掘越觉得有意思。
丁苯橡胶
CH2
CH
CH CH2 m
CH2
CH n
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
橡胶 橡胶 通用 橡胶 橡胶
合成通用橡胶产量
2.发展史及分类 发展史及分类
发展史
20世纪50年代生产 了5摄氏度下聚合 的低温丁苯橡 胶，性能得以改善
丁苯橡胶
目录史及分类 结构特征 性能与应用 合成工艺 前景展望
1.简介 简介
丁苯橡胶（StyreneButadiene 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
结构特性对性能的影响
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 磨耗指数 加工性能及抗湿滑性
4.性能与应用 性能与应用
白色、浅褐色 白色、 有苯乙烯气味 密度：0.919-0.944g/ cm3 密度：
引发反应中的添加剂
螯合剂EDTA的使用 的使用 螯合剂
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+。
丁苯知识
丁苯橡胶(styrene-butadiene rubber,sbr)百度百科/view/479980.htm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。
★参考价格：1.8～2.4万元/吨★理化性能1.基本特性：较好的强伸、弹性、低温、耐磨以及耐泥水、油污、酒精、甘油2.丁苯橡胶（sbr）的数均分子量为1.5～4*105，重均分子量为2～10*105，通用丁苯橡胶的玻璃化温度为-55℃，结合苯乙烯量大的丁苯橡胶玻璃化温度高。
3. sbr依其结合苯乙烯的多少，性质有所差异。
Eg:研究了结合苯乙烯质量分数在22.5%～24.5%范围内变化时,对丁苯橡胶性能的影响.结果表明,随结合苯乙烯提高,SBR1500 相对分子质量及其分布变化微小;生胶门尼粘度、拉伸强度、300%定伸强度稍有增大,而扯断伸长率明显降低,扯断永久变形有所增大,硬度提高,而撕裂强度、回弹值降低;橡胶的硫化性能中最大转矩、最小转矩有所增大,硫化时间T10、T90有所延长,阿克隆磨耗量、屈挠温升增大;并且丁苯橡胶的抗热氧老化性能有所提高,抗热分解的能力明显增强.4. sbr具有较好的综合性能，它的机械性能、加工性能和制品应用性能均与天然橡胶相近，其中耐磨、耐热、耐老化、永久变形和硫化速度等特征优于天然橡胶。
优点：低成本的非抗油性材质,良好的抗水性,硬度70以下具良好弹力,高硬度时具较差的压缩性；缺点：不建议使用强酸、臭氧、油类、油酯和脂肪及大部份的碳氢化合物之中。
★制备1.一般工作温度：-40～702.丁二烯与苯乙烯之共聚合物,丁二烯和苯乙烯为重要原材料。
3.sbr大体上可分为乳液聚合丁苯橡胶（esbr）和溶液聚合丁苯橡胶（ssbr）。
在乳液聚合丁苯橡胶中，重要单体是丁二烯（约3/4），苯乙烯为辅助单体（约1/4）。
大分子链上含有不饱和双键，反式1,4结构约占70%。
丁苯橡胶无结晶性。
溶液法聚合的丁苯橡胶具有有规立构性。
丁苯橡胶
丁苯橡胶是苯乙烯与丁二烯的共聚物。
丁苯橡胶按聚合方法分类，可分为乳液聚合和溶液聚合二种。
由于这种胶具有较低的滚动阻力、较高的抗湿滑性和较好的综合性能，故发展较快。
丁苯橡胶是一种产量最大的合成橡胶，据统计，1991年全世界总产量为755万吨，约占合成橡胶的55%，占全部橡胶的34%，其中大约有70%用于轮胎业。
在各种丁苯橡胶中，低温乳聚丁苯橡胶产量最大。
丁苯橡胶丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯经共聚合制得的橡胶。
英文缩写是SBR。
是产量最大的通用合成橡胶，有乳聚丁苯橡胶、溶聚丁苯橡胶。
世界丁苯橡胶生产能力中约87%使用乳液聚合法，通常所说的丁苯橡胶主要是指乳聚丁苯橡胶。
乳聚丁苯橡胶又包括高温乳液聚合的热丁苯与低温乳液聚合的冷丁苯。
前者于1942年工业化，目前仍有少量生产，主要用于水泥、粘合剂、口香糖、以及某些织物包覆与模塑制品及机械制品。
通常所说的丁苯橡胶主要是指低温乳液聚合法生产的丁苯橡胶，1947年工业化，它有较高的耐磨性和很高的抗张强度，良好的加工性能，以及其它综合性能，是目前产量最大、用途最广的合成橡胶品种。
溶聚丁苯橡胶（SSBR）是丁二烯与苯乙烯在烃类溶剂中，在丁基锂催化剂存在下聚合制得。
80年代后期生产的第二代溶聚丁苯橡胶滚动阻力优于乳聚丁苯橡胶和天然橡胶，抗湿滑性优于顺丁橡胶，耐磨性也好，可以满足轮胎高速、安全、节能、舒适的要求，用其制造轮胎比乳聚丁苯橡胶节油3%～5%。
丁苯生胶是浅黄褐色弹性固体，密度随苯乙烯含量的增加而变大，耐油性差，但介电性能较好；生胶抗拉强度只有20-35千克力/厘米2，加入炭黑补强后，抗拉强度可达250-280千克力/厘米2；其黏合性﹑弹性和形变发热量均不如天然橡胶，但耐磨性﹑耐自然老化性﹑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。
丁苯橡胶是橡胶工业的骨干产品，它是合成橡胶第一大品种，综合性能良好，价格低，在多数场合可代替天然橡胶使用，主要用于轮胎工业，汽车部件、胶管、胶带、胶鞋、电线电缆以及其它橡胶制品。
丁苯橡胶的概况
丁苯橡胶的概况1.1 丁苯橡胶的基本概念丁苯橡胶又称丁苯胶；英文名：Emulsion-polymerized styrene butadiene rubber、Styrene Butadiene Rubber；简称：SBR；分子式：C12H14；分子量：158.2426；CAS号：9003-55-8；结构式：图1.1 丁苯橡胶分子结构式丁苯橡胶（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。
它是1,3-丁二烯与苯乙烯的无规共聚物。
丁苯橡胶的综合性能好，是合成橡胶中产量最高、消耗量最大的品种，常与天然橡胶掺混或单独使用。
丁苯橡胶（SBR）按聚合体系可分为乳聚丁苯橡胶（ESBR）和溶聚丁苯橡胶（SSBR）两类。
乳聚丁苯橡胶根据聚合温度的不同，分为高温乳聚丁苯橡胶和低温乳聚丁苯橡胶两大类。
一般乳聚丁苯橡胶苯乙烯含量为23.5%，苯乙烯含量高于40%的称为高苯乙烯丁苯橡胶，结合苯乙烯达到70%～90%者则称为高苯乙烯树脂。
此外，还有充油乳聚丁苯橡胶和充油充炭黑乳聚丁苯橡胶。
乳聚丁苯橡胶主要用于轮胎胎面胶、胎侧胶，也广泛用于胶带、胶管、胶辊、胶布、鞋底、医疗用品及其他工业制品，并少量用于电线、电缆等非橡胶制品中。
溶聚丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯在烃类溶剂中采用有机锂引发阴离子聚合而制得的共聚物。
溶聚丁苯橡胶具有耐磨、耐寒、生热低、回弹性高、收缩性低、色泽好、灰分少、纯度高以及硫化速度快等优点，近年来在发达国家发展较快。
溶聚丁苯橡胶有纯溶聚丁苯和充油溶聚丁苯两类。
溶聚丁苯橡胶主要用于制造轮胎，制造皮带、刮水板、窗框密封及散热器软管等工业用零部件，制造胶鞋、雨衣、毡布、手套、风衣及气垫床等日用品，应用相当广泛。
溶聚丁苯橡胶是兼具多种综合性能的橡胶品种。
其生产工艺与乳聚丁苯橡胶相比，具有装置适应能力强、胶种多样化、单体转化率高、排污量小、聚合助剂品种少等优点，是今后的发展方向。
1.2 丁苯橡胶的特性丁苯橡胶与其它通用橡胶一样，是一种不饱和的烃类高聚物，能溶于大部分溶解度参数相近的烃类溶剂中，而硫化胶仅能溶胀。
丁苯橡胶方程式
丁苯橡胶方程式丁苯橡胶是一种合成橡胶，其化学名称为聚合四氟乙烯，化学式为(C8H8)n。
丁苯橡胶是由苯乙烯和丁二烯两种单体聚合而成的共聚物，具有优异的物理性能和化学稳定性，广泛应用于橡胶制品、塑料制品、胶粘剂等领域。
丁苯橡胶的合成是通过聚合反应实现的。
聚合反应是指将单体分子通过共价键结合在一起形成高分子化合物的过程。
在丁苯橡胶的合成过程中，苯乙烯和丁二烯作为单体分子，通过加聚反应发生聚合反应，形成丁苯橡胶的高分子结构。
丁苯橡胶的合成过程可以简单描述为以下几个步骤：1. 单体准备：首先，需要准备苯乙烯和丁二烯这两种单体。
苯乙烯是一种无色液体，可以通过石油提炼或煤焦油加工得到。
丁二烯是一种无色气体，主要从石油或天然气中提取获得。
2. 聚合反应：将苯乙烯和丁二烯以一定的比例混合，并加入聚合催化剂。
聚合催化剂可以促使单体之间发生聚合反应。
聚合反应一般在高温下进行，通常需要加热到100-200摄氏度，并在一定的压力下进行。
3. 反应控制：在聚合反应过程中，需要控制反应的温度、压力和反应时间等参数，以确保聚合反应的顺利进行。
同时，还需要控制单体的比例，以获得所需的丁苯橡胶的性能。
4. 聚合物处理：聚合反应完成后，得到的聚合物需要进行处理和加工，以得到所需的丁苯橡胶产品。
处理过程包括分离、洗涤、干燥等步骤，以去除未反应的单体和催化剂等杂质。
丁苯橡胶具有许多优异的性能和特点。
首先，丁苯橡胶具有很高的拉伸强度和抗拉伸性能，能够在高应力条件下保持较好的弹性。
其次，丁苯橡胶具有良好的耐磨性和耐热性，能够在较高温度下保持稳定的性能。
此外，丁苯橡胶还具有优异的耐化学腐蚀性能，能够在各种酸、碱、溶剂等物质的作用下保持稳定性能。
丁苯橡胶的应用范围非常广泛。
在橡胶制品领域，丁苯橡胶可以用于制造轮胎、密封圈、橡胶管等产品，具有优异的耐磨性和耐老化性能。
在塑料制品领域，丁苯橡胶可以用于制造电线电缆护套、塑料薄膜等产品，具有良好的耐高温性能。
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丁苯橡胶摘要：丁苯橡胶（SBR) ，又称聚苯乙烯丁二烯共聚物。
其物理机构性能，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，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品种之一。
关键词：丁苯橡胶自由基聚合聚合方法丁苯橡胶的改性丁苯橡胶的应用丁苯橡胶（SBR）是应用于轮胎胎面胶的重要胶种之一，在较大幅度的提高胎面抗湿滑性的同时能够明显改善其耐磨耗性能。
由于轮胎胎面胶中常并用天然橡胶（NR），为了使胎面具有良好的综合性能，所以需要使丁苯橡胶与天然橡胶有良好的混容性[1,2]。
虽然乳聚丁苯橡胶（ESBR）能够达到提高胎面胶抗湿滑性和耐磨性的要求，但是乳聚丁苯橡胶与天然橡胶的混容性较差，从而影响到其它重要的性能，尤其会使生热量大增[3,4]，而对于轮胎而言则将会增大其滚动阻力，增加油耗。
基于此，人们用溶液聚合的方法制得了在分子链结构上与乳聚丁苯橡胶有着明显区别的溶聚丁苯橡胶(SSBR)[5]。
近来的研究成果表明，SSBR 与天然橡胶的并用体系，能够较好地解决轮胎的抓着力、滚动阻力、耐磨性之间实现最佳平衡的问题，因此，溶聚丁苯橡胶成为开发“绿色轮胎”最主要的研究对象之一[6]。
丁苯橡胶是苯乙烯与丁二烯单体通过无规共聚得到的，丁苯橡胶链节中包含苯乙烯、1-2-聚丁二烯、顺 1-4-聚丁二烯、反 1-4-聚丁二烯四种结构单元。
其中，苯乙烯赋予了胶料一定的强度和耐磨性，但会显著提高胶料的刚性和生热量；1-4聚丁二烯赋予胶料较好的柔顺性和抗湿滑性并能够降低生热量，但强度性能较低，且耐磨性较差；而 1-2-聚丁二烯则兼具苯乙烯和 1-4-聚丁二烯两种结构的优点。
按照不同的聚合方法可以将丁苯橡胶（SBR）分成乳液聚合丁苯橡胶（即乳聚丁苯橡胶/ESBR）和溶液聚合丁苯橡胶（即溶聚丁苯橡胶/SSBR）。
ESBR 拥有十分成熟的生产技术、较为稳定的产品质量、非常齐全的品种牌号，而且 ESBR是通过自由基聚合而成，合成方法简便，生产效率较高，应用较为广泛。
而 SSBR 是活性阴离子聚合的产物，同乳聚丁苯橡胶相比，其生产工艺对产物分子的结构有一定的定向性，顺式 1,4 结构含量高、分子量分布窄、滚动阻力小，特别适合与天然橡胶和顺丁橡胶一起作为理想的轮胎胎面胶材料使用。
丁苯橡胶的加工性能，物理机械性能（填充以后）及其制品的使用性能等均接近于天然橡胶，耐热性、耐老化性和耐磨性等性能会赶上甚至超过天然橡胶。
丁苯橡胶还可以同 NR 及多种合成橡胶共混使用，广泛地应用于胶管、胶带、胶鞋、电线电缆以及其它橡胶制品等领域，特别是在轮胎工业中的应用日益引起人们的重视。
烷基锂引发丁二烯和苯乙烯阴离子共聚合反应机理阴离子聚合属连锁反应,分为链引发,链增长和链终止。
阴离子聚合在不同的溶剂体系以及不同极性调节剂作用卜,其反应机理不同,聚合物的微观结构和宏观物性也不同。
引发反应一般认为,烷基锂引发的丁二烯和苯乙烯共聚合反应,由于所用溶剂极性的不同,活性种具有不同的形态,当溶剂极性较高时,活性种以自由离子(也称松对)和离子对(也称紧对)为主。
在非极性溶剂中,活性种有缔合和非缔合两种状态,并处于如下的动态平衡中(α代表缔合度)。
(RLi)ααRLi以Bywate[7]为代表的学者认为只有未缔合的烷基锂才有引发活性,当缔合体引发剂解缔平衡常数非常小时,引发速度与(RLi)α1/α成正比,引发反应级数正好是缔合度的倒数。
以Morton[8]和Szwarc[9]为代表的学者则认为,引发反应比Bywater 提出的引发反应机理复杂得多,可能有引发剂与聚合活性种交叉缔合以及缔合体直接引发单体聚合等复杂反应。
增长反应阴离子聚合的增长反应与引发反应原则上并无本质上的区别,前者是活性链对单体的加成反应,而后者是引发剂对单体的加成反应。
关于聚合增长链端基的缔合度众说纷纭。
人们普遍认为在环己烷中丁二烯活性端的缔合度为4,苯乙烯活性端的缔合度为2。
两者进行共聚反应时可能存在交叉缔合,体系中存在多种活性种,反应是极其复杂的,由于缔合体的反应活性很小。
增长反应主要表现为四种单量体的反应。
~B -Li +K BB ~B -Li ++B~B -Li ++SK BS ~S -Li + +S K SS ~S -Li +~S -Li +~B -Li ++B K SB ~S -Li +若以B -和S -分别代表~B -Li +和~S -Li +的浓度,稳态条件下,K SB [S -][B]=K BS [B -][S]则丁苯共聚物的单体组成遵循Mayo 一Lewis 方程。
dB dS B S γ1B γ2S +S +B式中γ1、γ2为竞聚率,γ1=K BB /K BS ,γ2=K SS /K SB 。
采用乳聚丁苯橡胶生产用原配方,在不改变配方条件下,通过延长反应时间可以提高聚合单体单程转化率,聚合产物生成生胶性质如结合苯乙稀含量、有机酸含量、阜含量等均能满足国家标准GB8655-88规定的指标要求,但生胶门尼粘度值在反应时间为9.5小时(即单体转化率为64%)就已超过标准所规定的要求指标。
结果表明,在反应温度下,未除去剩余单体前高转化率下的胶乳粘度明显大于低转化率下的胶乳粘度;而生胶结合苯乙烯含量、凝胶含量在单体转化率75%时也能达到国家标准规定的要求;而提高单体转化率对生胶门尼粘度影响大,当单体转化率超过63%时,就己超过国家标准指标规定的要求。
而对生胶相对分子质量及其分布影响考察结果表明,随单体转化率提高,生胶的数均、重均、Z 均分子量均增大,相对分子质量分布宽度指数变大,即分子量分布变宽。
即单体转化率提高所引起的产物生胶门尼粘度超标是由于胶乳成核数目、聚合物分 子的分子量及其分布改变所引起的。
SSBR只有符合一定指标,即结合苯乙烯质量分数为0.18~0.25,乙烯基质量分数为0.1~0.5,顺式1,4-结构丁二烯质量分数为0.2~0.4,嵌段苯乙烯质量分数小于0.1,粘均相对分子质量约为250 000,相对分子质量分布指数约为215,相应胶料的性能才比较理想[1-2]。
然而,这些指标往往相互矛盾。
例如,在烃类溶剂中,以正丁基锂(n-BuLi)为引发剂制备SSBR,虽可保证产物的乙烯基质量分数约为0.1,但因为丁二烯和苯乙烯的竞聚率相差悬殊,所以只能获得嵌段共聚物,而得不到无规SSBR。
为得到尽可能理想的SSBR产品,可以根据SSBR的具体用途,通过以下方法调整SSBR的微观结构。
工业生产中通常采用添加无规剂和高温共聚2种方法。
1、SSBR化学改性技术a、微观结构改性技术添加无规剂法、调节单体加入速度法、恒定单体相对浓度法、高温共聚法；b、端基改性技术c、胶料组合物改性技术d、共聚组成改性技术苯乙烯-丁二烯-异戊二烯集成橡胶(SI-BR)SIBR是苯乙烯、丁二烯和异戊二烯三单体在四甲基乙二胺(TMEDA)/烷基锂催化剂作用下经溶液聚合而成的新型橡胶。
SIBR主要通过调控大分子各单元之间的集聚状态或微观结构,使各种看似矛盾、互不相容的性能并存于同一胶种中,从而解决了轮胎工业在选用胶种时遇到的不能两全其美的难题。
SIBR微观结构由质量分数为0.05~0.11的1,2-结构丁二烯、质量分数为0.25~0.32的1, 4-结构丁二烯、质量分数为0.04~0.15的3,4-结构异戊二烯、质量分数为0.18~0.29的1,4-结构异戊二烯和质量分数为0.3~0.31的苯乙烯等组成,具有分别表征SSBR和3,4-聚异戊二烯橡胶的两个玻璃化温度(Tg)以及极高的路面抓着性能,因而极宜用作高速行驶轮胎的胎面胶,由于最近才得到开发和应用,因此尚未在制鞋业中使用。
SIBR的合成可采用不同的聚合方法和工艺,进行分子设计、控制聚合物化学组成和微观结构,从而得到不同结构和性能的产品。
其聚合方法有间歇聚合法、连续聚合法、条件渐变法和偶联法4种[10]。
SIBR隶属于第3代SSBR 范畴,是迄今为止性能最为全面的二烯烃类橡胶。
美国固特异公司和德国Hills公司己于20世纪80年代末投产了该橡胶。
合成SIBR 所用引发调节体系一般为n-BuL-i三哌啶磷氧化物,橡胶的结构特征是具有多个Tg和宽的损耗因子峰。
目前SIBR的研究主要集中在星形官能化SIBR的开发。
王正胜等[11]合成了星形氮官能化SIBR,并研究了其微观结构和Tg。
于国柱等[12]用含锡烷基锂引发剂制备了具有低滚动阻力和高抗湿滑性能的锡官能化SIBR,该三元共聚物具有极佳的湿抓着性和低滚动阻力,非常适合制备高性能节能轮胎。
氢化丁苯橡胶(HSBR)HSBR又称加氢SBR或饱和SBR,该橡胶耐臭氧、耐候、耐热和耐有机溶剂性能好,强度高,与聚烯烃相容性等性能良好,可用作聚烯烃、聚苯乙烯等的改性剂,以单独或并用方式制造胶管或鞋底等[13]。
另外,日本旭化学工业株式会社也已开发出牌号为SAV-1的HSBR,通过选择加氢技术得到苯乙烯-乙烯-1-丁烯的微观结构物,是一种节油型轮胎用胶,也适用于制作鞋底之类橡胶部件或产品。
李晓东等[14]用红外光谱仪、差示扫描热仪和透射电子显微镜分析了HSBR的微观结构及结晶状态,结果表明HSBR在较高氢化度下形成了较多的结晶聚乙烯链段,具有较好的物理性能、优异的耐热老化性能及耐候稳定性;HSBR 的氢化度愈高,结晶度愈大,物理性能愈优异,可作为优良的耐老化型热塑性弹性体。
氯化丁二烯丁苯橡胶(CB-SBR)CB-SBR是以氯化丁二烯替代丁二烯与苯乙烯共聚的橡胶,简称氯苯橡胶,也可视作以苯乙烯改性的CR。
与一般CR相比,其结晶度和结晶速度皆较低,低温性能和工艺性能较好,可用于制作耐油、耐寒、耐燃型橡胶制品和胶粘剂。
2 SSBR物理改性-无机材料共混技术目前SBR的主要生产方法是乳液聚合法和溶液聚合法，乳液聚合生产工艺已相当成熟，且乳液聚合生产工艺仍占SBR生产的主导地位（1）乳液聚合丁苯生产工艺低温乳液聚合法是最常用的工艺技术，世界上约90%的乳聚丁苯橡胶是用此法生产聚合体系以水为介质，油水两相在乳化剂作用下（乳化剂为歧化松香酸钾皂或与脂及酸皂混合），部分单体浸入胶束中发生增溶溶解，其他单体成为被皂包覆着的液滴而悬浮着，在水相中由氧化- 还原体系提供最初自由基，进入增溶溶解的胶束中使单体发生反应，并进行聚合物的链增长（单体液滴不断向胶束内扩散以补充单体的消耗），并用链转移调节剂调节聚合物平均分子量，当单体转化率达到一定值时，终止聚合反应胶乳经闪蒸压缩冷凝回收丁二烯；经过蒸汽真空蒸馏冷凝分离，回收苯乙烯根据丁苯橡胶的门尼加合性，用加权平均的方法将不同门尼的脱气胶乳调配成要求门尼值的脱气胶乳，再加入防老剂或填充油，然后用高分子凝聚剂溶液和硫酸作凝聚剂，在pH值3.0~4.0 温度50~60 的条件下进行凝聚，使橡胶自胶乳中离析出来，再经洗涤脱水干燥称重后，压制成产品胶块乳聚丁苯橡胶经过半个多世纪的发展，其生产技术路线已经定型，尤其低温乳液聚合工艺的生产技术水平已经相当成熟国内外ESBR的生产工艺流程大致相同，包括原料准备化学品配制聚合单体回收胶乳贮存凝聚干燥和产品包装等工序生产上所用配方大同小异，仅采用的引发剂与乳化剂的种类和助剂用量略有差异低温乳液聚合工艺催化剂活性剂使用效率高，聚合反应温度低，凝胶含量少，能生产出大分子量机械性能较好的橡胶（2）溶液聚合丁苯生产工艺合成SSBR的基本技术路线通常为用烷基锂（主要是丁基锂）作引发剂，用烷烃或环烷烃作溶剂，用四氢呋喃（THF）作无规剂，用醇类作终止剂工业生产方法通常用菲利浦（Pillips）法和费尔斯通法（Fireston）两种前者覆盖了连续和间歇聚合工艺，但以间歇聚合工艺为主目前菲利浦公司虽然已不再生产SSBR，但其技术仍被欧洲许多公司（Petrochim公司和Enichem公司等）采用费尔斯通法与菲利浦法相近，以连续聚合为主，也可使用间歇聚合工艺生产其他技术都是在这两种技术的基础上发展起来的国内普遍采用低温乳液聚合工艺，该方法是丁二烯和苯乙烯按一定配比于5~8 在水乳液介质中进行自由基共聚合反应乳化剂为歧化松香酸钾皂或与合成脂肪酸皂的混合物；引发剂为过氧化氢二异丙苯或过氧化氢对孟烷；另外以硫酸亚铁- 乙二胺四乙酸钠- 甲醛次硫酸氢钠为活化剂，十二碳硫醇为聚合物分子量和分子结构的调节剂聚合转化率达一定值时，加入二乙基羟胺或二甲基二硫代氨基甲酸钠（福美钠）终止聚合，并加入防老剂，然后以高分子絮凝剂在酸性介质中凝聚析出的含水胶粒经挤压脱水膨胀干燥后，制得干橡胶，再经压块包装称重工序，即得成品。