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通常我們所說的天然橡膠,是指從巴西橡膠樹上采集的天然膠乳,經過凝固、干燥等加工工序而制成的彈性固狀物。天然橡膠是一種以順-1,4-聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物,分子式是(C5H8)n,其橡膠烴(順-1,4-聚異戊二烯)含量在90%以上,還含有少量的蛋白質、脂肪酸、糖分及灰分等。
天然橡膠的物理特性。天然橡膠在常溫下具有較高的彈性,稍帶塑性,具有非常好的機械強度,滯后損失小,在多次變形時生熱低,因此其耐屈撓性也很好,并且因為是非極性橡膠,所以電絕緣性能良好。
天然橡膠的化學特性。因為有不飽和雙鍵,所以天然橡膠是一種化學反應能力較強的物質,光、熱、臭氧、輻射、屈撓變形和銅、錳等金屬都能促進橡膠的老化,不耐老化是天然橡膠的致命弱點,但是,添加了防老劑的天然橡膠,有時在陽光下曝曬兩個月依然看不出多大變化,在倉庫內貯存三年后仍可以照常使用。
天然橡膠的耐介質特性。天然橡膠有較好的耐堿性能,但不耐濃強酸。由于天然橡膠是非極性橡膠,只能耐一些極性溶劑,而在非極性溶劑中則溶脹,因此,其耐油性和耐溶劑性很差,一般說來,烴、鹵代烴、二硫化碳、醚、酮和脂肪酸對天然橡膠均有溶解作用,但其溶解度則受塑煉程度的影響,而低級酮、低級酯及醇類對天然橡膠則是非溶劑。
乳聚丁苯橡膠是合成橡膠中消費量大的膠種,乳聚丁苯橡膠產品分為通用品種和特殊品種兩大類。 通用品種有1000、1500、1600、1700、1800和1900 共計6個系列, 其牌號多達數百種。特殊品種包括液體丁苯橡膠、高苯乙烯丁苯橡膠、丁苯吡橡膠和羧基丁苯橡膠等。
SBR-1500是通用污染型軟乳聚丁苯橡膠的典型品種,生膠粘著性和加工性能均優,硫化膠耐磨性能、拉伸強度、撕裂強度和耐老化性能較好。SBR-1500廣泛用于以炭黑為補強劑和對顏色要求不高的產品,如輪胎胎面、翻胎胎面、輸送帶、膠管、模制品和壓出制品等。
SBR-1502是通用非污染型軟乳聚丁苯橡膠的典型品種,其性能與SBR-1500相當,有良好的拉伸強度、耐磨耗和屈撓性能。SBR-1502廣泛用于顏色鮮艷和淺色的橡膠制品,如輪胎胎側、透明膠鞋、膠布、醫療制品和其他一般彩色制品等。
SBR-1712是一種填充高芳香烴油的軟乳聚丁苯橡膠的污染性品種,它具有優良的粘著性、耐磨性和可加工性以及價格便宜等優點。SBR-1712廣泛用于乘用車輪胎胎面膠,輪胎胎面膠、輸送帶、膠管和一般黑色橡膠制品等。
乳聚丁苯橡膠的生產技術在19世紀20年代后期逐漸成熟,此后對工藝又進行了不斷的改進,并朝著裝置大型化方向發展,自動化控制水平有了明顯的提高,并且己達到相當的水平。
1910-1911年,前蘇聯用堿金屬引發丁二烯聚合得到橡膠狀物質。20世紀30年代初,德國和前蘇聯開始生產以金屬鈉為催化劑的丁二烯橡膠,稱為丁鈉橡膠,其結構規整性差,物性和加工性能不好,還不能算做順丁橡膠。20世紀50年代,Ziegler-Natta配位定向聚合理論的實踐,促進了順丁橡膠合成技術的迅速發展。1956年,美國以AlR3-TiBr4催化體系合成順丁橡膠。隨后鈷系、鎳系及稀土系(釹系)催化劑相續發展,順丁橡膠生產能力已僅次于丁苯橡膠,合成橡膠各膠種第二位 。2013年世界合成橡膠生產者協會統計丁二烯橡膠(主要為順丁橡膠)產能為471.8萬噸/年。
我國在上世紀70年代采用自主開發的技術實現了順丁橡膠工業化生產,采用的是鎳系催化劑,其生產技術一直處于世界水平行列。中國石化、中國石油和一些民企均擁有鎳系順丁橡膠生產裝置,2011年總產能達66萬噸/年,產品銷往。未來幾年,我國鎳系順丁橡膠產能將進一步擴大,預計我國鎳系順丁橡膠產能將超過100萬噸/年。
稀土順丁橡膠因其的性能被視為鎳系順丁橡膠的升級品種,逐漸被工業界所重視。稀土順丁橡膠與鎳系順丁橡膠相比具有較高的彈性、較好的拉伸性能、較低的生熱和滾動阻力以及的耐磨耗和抗疲勞等物理機械性能,符合輪胎在高速、節能、安全、環保等方面發展的需要,常用于綠色輪胎。中國早在上世紀60年代就開始了稀土催化丁二烯聚合的研究,由于當時經濟發展落后,未能實現工業化生產。1998年在國家863計劃的支持下,中國石油錦州石化公司在鎳系萬噸級順丁橡膠生產裝置上成功地生產出了稀土順丁橡膠。2011年,中國石油山子石化公司稀土順丁橡膠生產裝置投產,中國稀土順丁橡膠生產裝置實現了零突破。2012年,中國石化北京燕山分公司3萬噸/年稀土順丁橡膠生產裝置也投產。未來幾年,我國將新增20多萬噸/年稀土順丁橡膠的產能,屆時中國稀土順丁橡膠總產能達30萬噸/年以上,成為稀土順丁橡膠大生產大國。