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丁苯橡胶

[拼音]:dingben xiangjiao

[外文]:styrene-buta ne rubber

简称 SBR。由丁二烯和苯乙烯共聚制得的一种合成橡胶。按照生产橡胶的聚合方法,可分为 聚合丁苯橡胶和溶液聚合丁苯橡胶两类。

聚合丁苯橡胶

产量较大的通用型合成橡胶。早期是用过硫酸钾作引发剂,在50℃下使丁二烯与苯乙烯进行自由基 聚合制得,俗称热胶,目前仍有少量生产。20世纪50年代开始,工业生产中普遍将聚合温度降低到5℃,基本产品是SBR1500,俗称冷胶。冷胶的生产是把丁二烯单体分散在松香皂或脂肪酸皂作乳化剂的水 中,用硫醇作分子量调节剂,加入由有机过氧化物、亚铁盐和活化剂组成的氧化-还原引发体系进行自由基聚合。 聚合是在多个串联的釜中连续进行,转化率控制在65%左右。未反应的丁二烯和苯乙烯相继用卧式闪蒸槽和蒸馏塔脱除后,经精制再重新使用。脱除了未反应单体的共聚物 用氯化钠、氯化钙和酸等凝聚,生成的橡胶经振动筛与乳清分离,再经脱水、干燥,即得成品。与热胶相比,冷胶的支化和交联程度低,凝胶及低分子量的含量大大减少,性能显著改善,所以基本上取代了热胶。1937年,德国法本公司首先开始生产 法丁苯橡胶。目前,所有生产合成橡胶的国家都生产 丁苯橡胶。80年代初,世界 丁苯橡胶年产量为2.8~3Mt,约占合成橡胶总产量的1/3。普通 丁苯橡胶的苯乙烯含量通常为23%。如提高苯乙烯含量可增加强度,但使伸长率降低,粘着性变差。苯乙烯含量为50%~70%的丁苯共聚物虽呈树脂状,但一般泛称高苯乙烯橡胶,主要用于和普通丁苯橡胶掺混,制浅色鞋底。苯乙烯含量为10%左右的丁苯橡胶用于耐寒制品。

丁苯橡胶的成品分丁苯干胶和丁苯胶乳。

丁苯干胶

其加工性能与天然橡胶相似,只是硫化时硫磺用量和硫化速度均比天然橡胶低。硫化后的丁苯干胶的耐磨性、抗撕裂性、耐老化性和挤出光滑性均胜过天然橡胶,但强度比天然橡胶低。用于高负荷轮胎时,变形生热高。丁苯干胶主要用于制造轮胎、胶管、胶鞋和胶粘剂等。

丁苯胶乳

把丁苯 浓缩成高固体物含量(40%~70%)的胶乳,可直接使用。最初只是作天然胶乳的代用品,如制造海绵橡胶等,后来用途扩展至非橡胶制品,如用以浸渍纤维和织物,可改善其抗水、防皱、耐磨和手感等性能;用以处理纸张,可赋予耐磨、耐挠曲、防水等性能,并可增强对油墨的吸附力等;水泥砂浆中加入少量丁苯胶乳,可改善水泥的防水性和弹性;丁苯胶乳还可直接用作胶粘剂、涂料等。80年代初丁苯胶乳的世界年产量约占 丁苯橡胶的 1/7。在合成胶乳中丁苯胶乳的总耗量约占80%。

改性丁苯橡胶

向聚合度和粘度较高的丁苯胶乳中加入环烷油或芳烃油共凝聚,然后经洗涤、干燥后,可制得充油丁苯橡胶。充油丁苯橡胶的加工性能好,胶料收缩性小,表面光滑,多次形变时生热低。若添加炭黑共凝聚可制得丁苯炭黑母胶,不仅消除了橡胶混炼时的炭黑粉尘,而且加工周期短,橡胶性能稳定。用类似方法还可以制得抗撕裂、耐龟裂性能均有所改善的丁苯木质素母胶,适于作黑色高硬度制品。

用不饱和羧酸(如丙烯酸)作第三单体可制得羧基丁苯橡胶。其弹性、耐磨性、强度和耐溶剂性均有所改善,与金属的粘合力和胶乳成膜性能也显著增强。但羧基丁苯橡胶的伸长、挠曲、滞后性能不如普通的 丁苯橡胶。主要用作胶粘剂和耐油制品。

溶液聚合丁苯橡胶

以丁基锂为催化剂,在非极性溶剂中合成的丁苯橡胶。1964年,由美国费尔斯通轮胎和橡胶公司、壳牌化学公司开始生产。80年代,世界的年产量已达数十万吨。溶液聚合丁苯橡胶分嵌段共聚物(即热塑性橡胶)和无规共聚物两类。

溶液聚合丁苯橡胶在共聚合过程中,有自发形成聚苯乙烯嵌段的倾向,为了合成苯乙烯在主链上无规分布(即不含聚苯乙烯嵌段)的共聚物,可采取连续补加单体、90~150℃高温聚合,以及添加醚、叔胺、亚磷酸盐、硫化物或表面活性剂作无规剂等措施。溶液聚合无规丁苯橡胶的分子量分布比 聚合丁苯橡胶窄,支化度也低。为了减轻生胶的冷流倾向,需在共聚过程中添加二乙烯基苯或四氯化锡作交联剂,使聚合物分子间产生少量交联。还可以将分子量不同的共聚物掺混,使分子量分布加宽。溶液聚合无规丁苯橡胶的顶式-1,4异构体含量为35%~40%,耐磨、挠曲、回弹、生热等性能比 聚合丁苯橡胶好,挤出后收缩小,在一般场合可代替 丁苯橡胶,特别适宜制浅色或透明制品,也可以制成充油橡胶。目前,国际上正在探索调整大分子链上的乙烯基含量,使溶液法丁苯橡胶既有很好的耐磨性,又有满意的抗滑性,以适用于高速车胎。

参考文章

Fenton法处理丁苯橡胶废水废水治理

丁苯橡胶(SBR)生产废水废水治理

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