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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。
江蘇石油化工學院從1990年起用了4年時間對氯化橡膠粘度分級控制、四氯化碳回收等問題進行了研究,其技術特點為:(1)建立了粘度控制的數學模型,使產品粘度控制相對偏差達到了國際水平;(2)四氯化碳的消耗定額為700kg/t。該技術在國內處于地位。然而四氯化碳消耗定額仍然很高,是20世紀80年代國際水平的3~4倍(英國公司的消耗定額為180kg/t)。雖然取得了很大進展,并于1994年在江蘇和揚州建成了2套裝置,但運行效果并不理想。1995年聯合國執行《蒙特利爾議定書》對四氯化碳使用要求進行限制,導致開發四氯化碳的替代物或氯化橡膠新工藝已成為當務之急。國內四氯化碳的替代物研究近幾年沒有多大進展。
只有安微省化工研究院開發了500t/a規模水相法氯化橡膠技術,尚未工業化生產。據有關分析,近年來,我國氯化橡膠的年需求量在1萬t以上,目前,我國國內氯化橡膠總生產能力大約為2500t/a,實際產量不足1000t/a,因此,大力開發氯化橡膠這一產品是非常必要的。浙江水相法氯化橡膠的性能已達到同類溶劑法氯化橡膠的水平,而且價格要低10%左右。
礦物油作為復雜的碳氫化合物,主要包括直鏈、支鏈烷烴和烷基取代的環烷烴(MOSH)以及烷基取代的芳香烴(MOAH)兩大類,另外還含有極少量無烷基取代的多環芳烴以及含硫、含氮化合物。通過飲食攝入人體內的MOSH在人體內的累積量大,其中MOSH含量高的部位是淋巴結和脾臟。MOSH具有低等到中等毒性,如果長期食用被MOSH污染的食品,將會給人體的健康帶來的損害。一般情況下,食品級的白油(液體石蠟)基本全是MOSH,而工業級的礦物油中含有很高含量的MOSH和15%~35%的MOAH。
色母是20世紀60年代開發的一種塑料、纖維的著色新產品,它是把顏料超常量均勻的載附于樹脂中而制得的聚合物的復合物。色母主要組成為著色劑、載體、分散劑三部分。
據相關資料獲悉,亞洲地區的其他國家對色母的年均需求增長率約7%-9%,可我國對色母的年均需求增長率為20%左右。預計中國將成為色母需求量增長快的市場。特別是彩色和添加母粒,我國要依賴進口。我國已成了亞洲地區色母市場的大生產國和消耗國。我國有330家生產色母的企業,其中塑料級色母廠已經達到了 300家,纖維級色母廠為30家,這些色母生產廠主要分布在福建、廣東、山東、浙江、江蘇、上海、遼寧、天津、北京、河北等省市。我國色母粒年生產能力在1000噸以上的企業有將近50家,全國色母生產能力為每年30萬噸,2001年我國色母的需求量不到12萬噸。生產能力嚴重過剩,導致國內色母行業普遍開工不足,除新建生產裝置增速過快,產品訂單不足等因素外;其中重要因素是國產色母產品結構單一,品種不全,通用型產品占很大比重,而高濃度和濃度、多功能性色母及細旦纖維用色母所占比重較少。反觀色母技術水平較高的國家,顏料、分散劑等原材料品種,已形成了系列化和化產品結構。在品種開發方面,我國色母生產廠家已經開發出了纖維用色母、薄膜用色母、電線電纜用色母、聚烯烴色母、PVC色母、注塑制品用色母。有關認為,未來色母將朝著多功能化、高顏色含量和高技術含量方向發展,色母的發展伴隨著對生產技術的提高。
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