什么是顺丁橡胶?
顺丁橡胶是顺式-1,4-聚丁二烯橡胶的简称,其分子式为(C4H6)n。顺丁橡胶是由丁二烯聚合而成的结构规整的合成橡胶,其顺式结构含量在95%以上。根据催化剂的不同,可分成镍系、钴系、钛系和稀土系(钕系)顺丁橡胶。顺丁橡胶是仅次于丁苯橡胶的第二大合成橡胶。
顺丁橡胶的特性
1.顺丁橡胶的分子结构排列规整,弹性比天然橡胶还好。
2.顺丁橡胶的低温物理性能很好,耐寒温度低于-55℃。
3.弹性是通用橡胶中最好的一种。耐热性与天然橡胶相同,耐热老化性能却优于天然橡胶。
4.拉伸强度比天然橡胶、丁苯橡胶都低,因此加入炭黑等补强剂。
5.顺丁橡胶的耐磨性优异,滞后损失小,生热低,这对制品在多次变形下的生热和永久变形的降低都十分有利。
6.顺丁橡胶在混炼前不需要塑炼。混炼胶的压出性能良好,适于注压成型。
7.顺丁橡胶对加工温度的变化较敏感。
8.一般需要与天然橡胶或丁苯橡胶并用,改善工艺加工性能。
顺丁橡胶的生产过程
工序包括:催化剂、终止剂和防老剂的配制计量,丁二烯聚合,胶液凝聚和橡胶的脱水干燥。其聚合几乎都采用连续溶液聚合流程,聚合装置大都用3~5釜串联,单釜容积为12~50m。所用溶剂和所得产物随催化剂不同而异。
1. 用丁基锂为催化剂生产顺丁橡胶,多以环己烷(或己烷)作溶剂。这种聚合体系的催化活性高,工艺简单,反应容易控制;一般只与聚苯乙烯树脂混炼作改性树脂。
2. 用钛或钴催化体系生产顺丁橡胶时,一般选用苯或甲苯作溶剂,制得顺丁橡胶的顺式含量高,硫化胶的物理性能类似,不同的是钛系顺丁橡胶的分子量分布窄、冷流倾向大。
3. 用镍系催化剂生产顺丁橡胶,芳烃(如苯或甲苯)和脂肪烃(如环己烷、己烷、庚烷或加氢汽油)均可作为聚合溶剂,而且都能得到高分子量、高顺式顺丁橡胶,以环烷酸镍-三异丁基铝-三氟化硼乙醚络合物作催化剂、以抽余油作溶剂生产顺丁橡胶的技术(我国生产橡胶的主要技术方法)。
4. 尚有三种新型催化剂即:稀土催化剂(如环烷酸稀土-一氯二乙基铝-三异丁基铝)、π-烯丙基氯化镍催化剂〔如(π-C3H5NiCl)2-四氯苯醌〕和卤化π-烯丙基铀催化剂均可制得高顺式(96%~99%)的顺丁橡胶,而且活性和所得硫化胶的物理性能也好。
天然橡胶经常与顺丁橡胶共混制备橡胶制品的原因
1.共混的作用
以天然胶为主要原料的橡胶制品生产中适量添加顺丁橡胶,可进一步改善天然胶制品的耐寒性、耐磨性、弹性和动态性能等。顺丁橡胶中掺用天然橡胶可以改善顺丁橡胶的辊筒行为,增加粘性,进一步提高硫化胶的撕裂强度和拉伸强度。在实际生产中,天然橡胶与丁苯橡胶并用制备轮胎还可以改善轮胎在湿路面上的牵引力,减少老化后期的崩花掉块。
2.共混胶用途
天然橡胶与顺丁橡胶并用胶料可用于制备各种车用轮胎、输送带、胶管、胶布、胶鞋等,还可用于生产缓冲材料、耐寒制品、海绵橡胶等,胶料工艺性能好,成品机械强度、耐磨性、抗撕裂性能、耐老化性等综合指标更好。在实际生产中,天然橡胶与顺丁橡胶制备轮胎时还可以与适量丁苯橡胶并用。
顺丁橡胶的应用领域
1.顺丁橡胶广泛地用于轮胎制造,所制出的轮胎胎面。
2.顺丁橡胶广泛地用于胶鞋、胶带、胶辊等。
3.顺丁橡胶广泛地用于耐寒橡胶制品,缓冲材料。
4.顺丁橡胶广泛地用于打印设备领域。