丁二烯橡胶的性质与应用

概述^[1][2]

丁二烯橡胶目前是世界上仅次于丁苯橡胶的第二大胶种。丁二烯橡胶微观结构的不同主要取决于催化剂、聚合溶剂和聚合反应温度。钴系、钛系、镍系和稀土催化剂主要用于生产高顺式1,4丁二烯橡胶,其它丁二烯橡胶品种则主要采用锂系催化体系。目前世界上产量、应用最广泛的丁二烯橡胶品种是高顺式1,4丁二烯橡胶(即国内通常所说的顺丁橡胶)。高顺式1,4-丁二烯橡胶的主要特点是耐磨耗性优异、耐屈挠性好、回弹性高、滞后损失小、生热低,低温性能好;缺点是抗撕裂强度较低、抗湿滑性不好,生胶有冷流现象。一般与其它胶种并用,来制造轮胎胎面、胎侧和胎体等各种部件,也用于胶带、胶管、胶鞋以及其它工业制品制造。

性质 ^[1]

丁二烯橡胶是指乙烯基含量为35-55重量%的聚丁二烯橡胶。以正丁基锂（n-BuLi）为引发剂，采用极性结构调节体系，在非极性溶剂中进行丁二烯阴离子聚合，可制备1,2-结构含量为35-55重量%的中乙烯基聚丁二烯橡胶。由于丁二烯橡胶分子链上含有较多的乙烯基，主链的饱和程度较低，因此，丁二烯橡胶具有抗湿滑性能好、耐热老化、松弛较快等优点。

在丁二烯橡胶的制备过程中，在低温条件下，聚合过程中产生的活性聚丁二烯基锂是相当稳定的，因此，为了提高单体的聚合速率，连续聚合工艺一般采用高温聚合工艺进行。

丁二烯橡胶

应用^[3]

丁二烯橡胶是以烷基锂为引发剂在非极性溶剂中的丁二烯均聚物。丁二烯橡胶具有优异的耐寒性、回弹性、耐磨性、耐老化及耐油性,尤以低温屈挠性为,此外还具有色浅、透明、凝胶少和纯度高的特点,是HIPS和ABS的理想的抗冲击改性剂。丁二烯橡胶与其它胶种并用做轮胎胎面胶,可改善轮胎的抗湿滑性并降低滚动阻力,是子午胎胎面的理想胶种。近年来丁二烯橡胶在欧、美、日等国的产耗量均以较高的速率增长(年增长速率5%以上)。

目前世界范围内有十多个国家,近二十家公司生产丁二烯橡胶,总生产能力约70万t/a。中、高乙烯基丁二烯橡胶也是颇有发展前途的胶种,其特点是用于轮胎可改善胎面的抗撕裂强度、抗湿滑性和动态生热性等,该系列胶种近年来一直是国内外研究的热点,美国、德国、日本等国家均已有工业化产品上市。

制备^[2]

聚合反应在串联的3个5升的聚合反应釜中进行。在高纯氮气保护气氛下，单釜物料停留时间为15分钟，聚合釜内反应温度控制在130±1℃，压力控制在0.8±0.05MPa（表压）。首釜釜底各反应物料的进料速度为：混合溶剂（环己烷和正己烷按重量比为88:12的混合物）11544g/h、1,3-丁二烯3256g/h、正丁基锂0.776g/h、乙基四氢糠基醚5.77g/h和1,2-丁二烯0.98g/h。第三釜釜底以0.041g/h补加正丁基锂。在第三釜出口以0.77g/h加入终止剂异丙醇终止反应，并加入单体重量0.2%的防老剂Irganox1520，得到聚丁二烯橡胶胶液。然后对聚丁二烯橡胶胶液进行蒸汽凝聚脱溶剂处理，得到丁二烯橡胶。

主要参考资料

[1] 刘亚东, 张新惠, 唐学明, 宋宏, 李述伟, & 姜维娟. (1983). 1,2-聚丁二烯橡胶的结构与性能. 合成橡胶工业, 6(5), 369-373.

[2] 王凤菊, 刘利, & 杨雨富. (2003). 国内外聚丁二烯橡胶生产及应用概况. 弹性体, 13(3), 61-65.

[3] 李玉芳, & 李斌. (2004). 国内外聚丁二烯橡胶生产消费及市场分析. 石油化工技术与经济, 20(1), 36-42.