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丁苯橡膠styrene-butadiene rubber

時(shí)間：2020-03-01 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 瀏覽：
簡(jiǎn)稱(chēng) SBR。由丁二烯和苯乙烯共聚制得的一種合成橡膠。按照生產(chǎn)橡膠的聚合方法，可分為乳液聚合丁苯橡膠和溶液聚合丁苯橡膠兩類(lèi)。
　　乳液聚合丁苯橡膠 　產(chǎn)量最大的通用型合成橡膠。早期是用過(guò)硫酸鉀作引發(fā)劑，在50℃下使丁二烯與苯乙烯進(jìn)行自由基乳液聚合制得，俗稱(chēng)熱膠，目前仍有少量生產(chǎn)。20世紀(jì)50年代開(kāi)始，工業(yè)生產(chǎn)中普遍將聚合溫度降低到5℃，基本產(chǎn)品是SBR1500，俗稱(chēng)冷膠。冷膠的生產(chǎn)是把丁二烯單體分散在松香皂或脂肪酸皂作乳化劑的水乳液中，用硫醇作分子量調(diào)節(jié)劑，加入由有機(jī)過(guò)氧化物、亞鐵鹽和活化劑組成的氧化－還原引發(fā)體系進(jìn)行自由基聚合。乳液聚合是在多個(gè)串聯(lián)的釜中連續(xù)進(jìn)行，轉(zhuǎn)化率控制在65％左右。未反應(yīng)的丁二烯和苯乙烯相繼用臥式閃蒸槽和蒸餾塔脫除后，經(jīng)精制再重新使用。脫除了未反應(yīng)單體的共聚物乳液用氯化鈉、氯化鈣和酸等凝聚，生成的橡膠經(jīng)振動(dòng)篩與乳清分離，再經(jīng)脫水、干燥，即得成品。與熱膠相比，冷膠的支化和交聯(lián)程度低，凝膠及低分子量的含量大大減少，性能顯著改善，所以基本上取代了熱膠。1937年，德國(guó)法本公司首先開(kāi)始生產(chǎn)乳液法丁苯橡膠。目前，所有生產(chǎn)合成橡膠的國(guó)家都生產(chǎn)乳液丁苯橡膠。80年代初，世界乳液丁苯橡膠年產(chǎn)量為2.8～3Mt，約占合成橡膠總產(chǎn)量的1/3。普通乳液丁苯橡膠的苯乙烯含量通常為23％。如提高苯乙烯含量可增加強(qiáng)度，但使伸長(zhǎng)率降低，粘著性變差。苯乙烯含量為50％～70％的丁苯共聚物雖呈樹(shù)脂狀，但一般泛稱(chēng)高苯乙烯橡膠，主要用于和普通丁苯橡膠摻混，制淺色鞋底。苯乙烯含量為10％左右的丁苯橡膠用于耐寒制品。
　　乳液丁苯橡膠的成品分丁苯干膠和丁苯膠乳。
　　丁苯干膠 　其加工性能與天然橡膠相似，只是硫化時(shí)硫磺用量和硫化速度均比天然橡膠低。硫化后的丁苯干膠的耐磨性、抗撕裂性、耐老化性和擠出光滑性均勝過(guò)天然橡膠，但強(qiáng)度比天然橡膠低。用于高負(fù)荷輪胎時(shí)，變形生熱高。丁苯干膠主要用于制造輪胎、膠管、膠鞋和膠粘劑等。
　　丁苯膠乳 　把丁苯乳液濃縮成高固體物含量（40％～70％）的膠乳，可直接使用。最初只是作天然膠乳的代用品，如制造海綿橡膠等，后來(lái)用途擴(kuò)展至非橡膠制品，如用以浸漬纖維和織物，可改善其抗水、防皺、耐磨和手感等性能；用以處理紙張，可賦予耐磨、耐撓曲、防水等性能，并可增強(qiáng)對(duì)油墨的吸附力等；水泥砂漿中加入少量丁苯膠乳，可改善水泥的防水性和彈性；丁苯膠乳還可直接用作膠粘劑、涂料等。80年代初丁苯膠乳的世界年產(chǎn)量約占乳液丁苯橡膠的 1/7。在合成膠乳中丁苯膠乳的總耗量約占80％。
　　改性丁苯橡膠 　向聚合度和粘度較高的丁苯膠乳中加入環(huán)烷油或芳烴油共凝聚，然后經(jīng)洗滌、干燥后，可制得充油丁苯橡膠。充油丁苯橡膠的加工性能好，膠料收縮性小，表面光滑，多次形變時(shí)生熱低。若添加炭黑共凝聚可制得丁苯炭黑母膠，不僅消除了橡膠混煉時(shí)的炭黑粉塵，而且加工周期短，橡膠性能穩(wěn)定。用類(lèi)似方法還可以制得抗撕裂、耐龜裂性能均有所改善的丁苯木質(zhì)素母膠，適于作黑色高硬度制品。
　　用不飽和羧酸（如丙烯酸）作第三單體可制得羧基丁苯橡膠。其彈性、耐磨性、強(qiáng)度和耐溶劑性均有所改善，與金屬的粘合力和膠乳成膜性能也顯著增強(qiáng)。但羧基丁苯橡膠的伸長(zhǎng)、撓曲、滯后性能不如普通的乳液丁苯橡膠。主要用作膠粘劑和耐油制品。
　　溶液聚合丁苯橡膠 　以丁基鋰為催化劑，在非極性溶劑中合成的丁苯橡膠。1964年，由美國(guó)費(fèi)爾斯通輪胎和橡膠公司、殼牌化學(xué)公司開(kāi)始生產(chǎn)。80年代，世界的年產(chǎn)量已達(dá)數(shù)十萬(wàn)噸。溶液聚合丁苯橡膠分嵌段共聚物（即熱塑性橡膠）和無(wú)規(guī)共聚物兩類(lèi)。
　　溶液聚合丁苯橡膠在共聚合過(guò)程中，有自發(fā)形成聚苯乙烯嵌段的傾向，為了合成苯乙烯在主鏈上無(wú)規(guī)分布（即不含聚苯乙烯嵌段）的共聚物，可采取連續(xù)補(bǔ)加單體、90～150℃高溫聚合，以及添加醚、叔胺、亞磷酸鹽、硫化物或表面活性劑作無(wú)規(guī)劑等措施。溶液聚合無(wú)規(guī)丁苯橡膠的分子量分布比乳液聚合丁苯橡膠窄，支化度也低。為了減輕生膠的冷流傾向，需在共聚過(guò)程中添加二乙烯基苯或四氯化錫作交聯(lián)劑，使聚合物分子間產(chǎn)生少量交聯(lián)。還可以將分子量不同的共聚物摻混，使分子量分布加寬。溶液聚合無(wú)規(guī)丁苯橡膠的頂式-1，4異構(gòu)體含量為35％～40％，耐磨、撓曲、回彈、生熱等性能比乳液聚合丁苯橡膠好，擠出后收縮小，在一般場(chǎng)合可代替乳液丁苯橡膠，特別適宜制淺色或透明制品，也可以制成充油橡膠。目前，國(guó)際上正在探索調(diào)整大分子鏈上的乙烯基含量，使溶液法丁苯橡膠既有很好的耐磨性，又有滿(mǎn)意的抗滑性，以適用于高速車(chē)胎。  
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