丁苯橡胶的研究

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。

按聚合工艺，丁苯橡胶可分为乳聚丁苯橡胶（ESBR）和溶聚丁苯橡胶（SSBR）。

乳聚丁苯橡胶，由丁二烯、苯乙烯为主要单体，配以其他辅助化工原料，在一定工艺条件下，经乳液法聚合首先生成丁苯胶浆，脱除胶浆中未转化的单体后，再经凝聚、干燥等工序而生产出产品胶。

溶聚丁苯橡胶，由丁二烯、苯乙烯为主要单体，在烃类溶剂中，采用有机锂化合物作为引发剂，引发阴离子聚合制得的聚合物胶液，加入抗氧剂等助剂后，经凝聚、干燥等工序而生产出产品胶。

溶聚丁苯橡胶和乳聚丁苯橡胶两种生产方法的原料和配置基本相同, 主要原料都是丁二烯和苯乙烯, 但是乳液聚合过程中需要几十种助剂,而溶聚丁苯橡胶只需烷基锂作催化剂, 和少量几样助剂, 溶液配置简单操作方便。而且溶聚无规丁苯橡胶的分子量小, 可以填充大量的炭黑和油墨。同时不需要塑炼, 低温性能良好, 永久变形小, 不需要使用, 增塑剂, 比较容易包锟, 在添加原料以后,  很容易形成带状, 胶片十分光滑, 收缩度小, 加工过程也比较安全, 比起乳聚丁苯橡胶的混炼容量大多了。

丁苯橡胶性能的改进——炭黑填充

煤的有机主体结构单元包括芳香核中心、侧链官能团和桥键。在较温和的条件下，通过傅-克烷基化反应可以打开芳香核间强烈的氢键以削弱分子间力，并对其结构破坏性小。超细煤粉作为刚性粒子与聚合物共混，可明显改善线性高分子材料的机械强度和热变形温度，降低制品的收缩率、翘曲变形和复合材料的成本，这是橡胶生产加工技术中一个非常重要的方面。由于丁苯橡胶硫化后的强度仍然很低，若用炭黑作为填充剂可大大改善丁苯橡胶的强度。

烷基化改性煤样复合材料拉伸断面上煤颗粒分散较均匀，丁苯橡胶复合材料达到了良好的改性效果。高含量的炭黑填充复合材料时，其拉伸断裂为脆性断裂。与炭黑相比，超细煤粉粒度比炭黑粒子大，且更易在聚合物中分散均匀，不易形成架桥现象；少量炭黑粒子以亚微米级聚集体的形式存在。在受到外力作用时，会产生大量剪切带，会吸收大量能量，从而使复合材料的韧性大幅度提高。    

丁苯橡胶应用展望

近年来, 世界经济疲软, 橡胶需求缓慢增长。一方面, 天然橡胶新增资源快速增长, 天胶库存增加, 价格下跌, 对合成橡胶价格形成持续压制。另一方面, 今后两年, 我国合成橡胶新增产能持续释放, 过剩进一步加重。未来, 我国要控制合成橡胶装置投资, 避免产能进一步过剩恶化, 特别是过剩明显的丁苯橡胶。同时, 要加强产品牌号研究, 重视生产技术研究, 发展高性能合成橡胶, 如SSBR、稀土顺丁橡胶、溴化丁基橡胶、氢化丁腈橡胶等。要发展兼具橡胶和塑料特性的热塑性橡胶产品, 通过引入第三单体, 改善橡胶性能，降低生产成本。

参考文献

【1】卢建军,赵彦生,鲍卫仁,等.超细煤粉填充高分子绝缘材料[J].煤炭学报,2005(2):229-232.

【2】高悦凯.丁苯橡胶的结构性能分析及物理特性分子模拟研究[D].北京:北京化工大学,2013.

【3】 白树林,陈建康,王建祥.共混/填充高分子复合材料界面力学行为实验研究进展[J].力学进展,2006(4):507-516.

【4】中国合成橡胶工业总览[M]. 中国计量出版社 , 中国合成橡胶工业协会编, 2005