我国合成橡胶新品种的开发与应用（一） □鲍爱华
□鲍爱华 一、丁苯橡胶
一、丁苯橡胶 丁苯橡胶包括乳液丁苯橡胶和溶液丁苯橡胶。乳液丁苯橡胶综合
丁苯橡胶包括乳液丁苯橡胶和溶液丁苯橡胶。乳液丁苯橡胶综合性能好，其加工性能接近天然橡胶，耐磨性、耐热性、耐老化性及压缩永久变形性优于天然橡胶，可与其他橡胶并用，主要用于轮胎、胶管、胶带、胶鞋及其他各种橡胶制品，是目前产量和消费量最大的合成橡胶品种，也是轮胎用主要合成橡胶品种。 汽车的燃料有很大一部分是消耗于轮胎，特别是轮胎胎面。据分
汽车的燃料有很大一部分是消耗于轮胎，特别是轮胎胎面。据分析，小汽车总能耗的２０％用来克服轮胎的滚动阻力，而胎面产生的滚动阻力约占全部轮胎滚动阻力的４０％以上，滚动阻力每降低５％～７％，可节约燃料１％。据测定，小汽车的能量消耗中运行损失约占２４．２％。而运行损失中有６０％左右来自轮胎的滚动阻力，其阻力的一半左右来自胎面。虽然可以通过改进轮胎的结构设计、改变胶料配方及改变轮胎充气压力等措施来减少轮胎的滚动阻力，但最根本的措施还是改进基础橡胶的性能。因此，大量研究工作集中在更适合于轮胎胎面的新型聚合物的开发。随着路面的改进和汽车设计技术的发展，车速不断提高。故要求车辆在节能的同时，首先必须保证在高速行驶下的安全性，即在降低滚动阻力的同时，还要保证有良好的抗湿滑性以及耐磨性。开发兼有低滚动阻力、高抗湿滑性和耐磨性的合成橡胶新品种就成为合成橡胶生产者研究开发的热点之一。开发低滚动阻力（同时又不损失抗湿滑性和耐磨性）的胎面用胶成为合成橡胶技术开发的目标，而溶液丁苯橡胶即为首选目标。 １９９６年世界丁苯橡胶总消费量为３４３．２万ｔ，其中：美
１９９６年世界丁苯橡胶总消费量为３４３．２万ｔ，其中：美国８２．８万ｔ、西欧５７．５万ｔ、日本３４．５万ｔ、中国２６．０万ｔ。预计到２００１年美国、西欧与日本的丁苯橡胶消费量将分别为８７．０万ｔ、６０．０万ｔ和３４．５万ｔ。在丁苯橡胶总消费量中约７０％～７５％用于轮胎与轮胎产品。在美国、西欧和日本的丁苯橡胶消费量中，溶液丁苯橡胶所占的比例１９９５年分别为２２％、２５％和２４％，预计２０００年将分别达到２５％、３０％和３１％。 作为轮胎胎面用胶，溶液丁苯橡胶在性能上明显优于乳液丁苯橡
作为轮胎胎面用胶，溶液丁苯橡胶在性能上明显优于乳液丁苯橡胶和顺丁橡胶。从发展趋势上来看，在未来乳液丁苯橡胶的部分市场将会逐渐被溶液丁苯橡胶所取代，特别是发达国家新建的丁苯橡胶主要都是使用溶液聚合法。 我国现有３套乳液丁苯橡胶生产装置。兰化公司乳液丁苯橡胶装
我国现有３套乳液丁苯橡胶生产装置。兰化公司乳液丁苯橡胶装置于６０年代初投产，使用原苏联的高温（５０℃）聚合技术，６０年代中期开始使用自己开发的技术生产低温“丁苯软胶”，并逐步将生产能力从原来的１．３５万ｔ／ａ扩大到４．０万ｔ／ａ。吉化公司与齐鲁石化公司的８．０万ｔ／ａ乳液丁苯橡胶生产装置是７０年代中期引进日本ＪＳＲ公司技术和Ｚｅｏｎ技术，分别于１９８２年和１９８７年相继建成投产。目前齐鲁石化公司正在进行改造，以使其丁苯橡胶能力从目前的８．０万ｔ／ａ扩大到１３．０万ｔ／ａ。 溶液丁苯橡胶生产装置灵活性较大，同一套装置也可用来生产Ｓ
溶液丁苯橡胶生产装置灵活性较大，同一套装置也可用来生产ＳＢＳ以及其他合成橡胶品种，如高乙烯基聚丁二烯橡胶（ＨＶＢＲ）、中乙烯基聚丁二烯橡胶（ＭＶＢＲ）和低顺式聚丁二烯橡胶（ＬＣＢＲ）等系列产品，对增加合成橡胶新品种以及用好现有合成橡胶都有积极意义。因此，溶液丁苯橡胶也是我国准备重点发展的合成橡胶品种之一。目前已有两套工业生产装置，燕山石化公司使用自己开发的技术建成的１．５万ｔ／ａ溶液丁苯橡胶生产装置１９９６年正式投产，并计划扩大到３．０万ｔ／ａ。茂名石化公司使用引进技术建设的３．０万ｔ／ａ溶液丁苯橡胶装置于１９９７年投产。大庆石化总厂刚建成的５．０万ｔ／ａ顺丁橡胶装置也计划进行改造用于生产溶液丁苯橡胶。 二、顺丁橡胶
二、顺丁橡胶 顺丁橡胶的工业化是６０年代齐格勒纳塔催化剂在合成橡胶工
顺丁橡胶的工业化是６０年代齐格勒纳塔催化剂在合成橡胶工业生产技术领域中的重大突破。顺丁橡胶弹性高、耐磨性和耐低温性能好，生热低、滞后损失小、耐屈挠性及动态性能好，其弹性、耐磨性和耐低温性均优于天然橡胶。它主要用于制造轮胎，也广泛用于胶管、胶带、胶鞋、耐磨衬里以及塑料抗冲改性等用途。在世界顺丁橡胶总消费量中７０％以上用于轮胎生产。虽然顺丁橡胶不能单独用于制造轮胎，但它与乳液丁苯橡胶及天然橡胶等其他橡胶并用，其性能可超过任何一种橡胶单独使用的性能，特别是能大大改进轮胎的耐磨性，是轮胎不可缺少的重要橡胶品种。也可以以较大比例与天然橡胶及丁苯橡胶并用，以改善轮胎的综合性能。因此，顺丁橡胶问世不久就成为仅次于丁苯橡胶的第二大通用合成橡胶品种。顺丁橡胶在苯乙烯类塑料的抗冲改性方面的用途约占世界顺丁橡胶总需求量的２０％～２５％，其增长趋势好于轮胎方面的用途。 １９９６年世界顺丁橡胶总生产能力约为２５１万ｔ／ａ，其中：
１９９６年世界顺丁橡胶总生产能力约为２５１万ｔ／ａ，其中：美国６０．２万ｔ／ａ、独联体４１．３万ｔ／ａ、日本３０．０万ｔ／ａ。我国是世界顺丁橡胶生产大国之一，目前顺丁橡胶生产能力约３５万ｔ／ａ，仅次于美国和独联体。 稀土钕系顺丁橡胶（Ｎｄ- ΒＲ）是８０年代后期实现工业化的
稀土钕系顺丁橡胶（Ｎｄ- ΒＲ）是８０年代后期实现工业化的又一性能优异的高顺式聚丁二烯橡胶。稀土钕系顺丁橡胶与传统的顺丁橡胶相比，它具有更高的顺式１，４- 结构含量和更低的乙烯基结构含量，而且支化度少，聚合物规整性好，橡胶的物理机械性能优于传统的钴系、钛系、锂系及镍系顺丁橡胶。钕系顺丁橡胶具有优异的粘着性、很高的生胶强度、良好的耐磨性及较高的弹性、较低的生热，这些优异性能对轮胎的生产与使用都非常重要，使用钕系顺丁橡胶制造轮胎比使用目前已工业化生产的其他各种顺丁橡胶都好。钕系顺丁橡胶也可与溶液丁苯橡胶和低顺式聚丁二烯橡胶等锂系橡胶共用一套生产装置。特别是稀土催化剂可以使丁二烯在气相状态下进行聚合，有利于使用气相聚合技术，实现顺丁橡胶的工业化生产，这不仅有利于扩大生产规模、降低能耗和成本，也有利于减少污染，保护环境。稀土钕系顺丁橡胶的另一个优点是有利于进行化学改性，以使其性能更适合于新型高性能轮胎的需要。 目前我国不仅是顺丁橡胶的主要生产国之一，也是最早从事并使
目前我国不仅是顺丁橡胶的主要生产国之一，也是最早从事并使用自己开发的技术生产顺丁橡胶的国家之一。我国顺丁橡胶工业生产技术是由中国科学院长春应用化学研究所与锦州石化公司、北京燕山石化集团公司等单位联合开发的。１９９５年中国合成橡胶工业协会曾组织有关单位对燕山、齐鲁、上海、锦州和岳化５家顺丁橡胶厂的产品进行全面质量剖析，并与日本合成橡胶公司的镍系顺丁橡胶ＢＲ-０１进行对比。结果表明，我国顺丁橡胶的质量已达到日本ＢＲ-０１水平，有些性能还超过日本ＢＲ-０１。 从整体看我国顺丁橡胶技术已经达到世界先进水平，并且充分体现了我国特色。但还必须进一步完善和提高我国顺丁橡胶成套技术，降低物耗、能耗（特别是吨胶的溶剂消耗与蒸汽消耗），增加品种牌号，提高自动化水平，使其在质量、成本、牌号等方面具有更大竞争优势，早日实现成套技术打入国际市场。 我国也是最早研究用稀土金属催化剂制备顺丁橡胶和异戊橡胶的
我国也是最早研究用稀土金属催化剂制备顺丁橡胶和异戊橡胶的国家之一，并达到工业化水平。在使用稀土金属催化剂制备稀土顺丁橡胶和稀土充油顺丁橡胶的研究开发方面均处于世界领先地位。锦州石化公司已在千吨级工业装置上成功地生产出质量稳定、性能优异、加工性能好的稀土充油顺丁橡胶，其耐磨性能优于镍系顺丁橡胶，轮胎行驶里程可提高２０％。发展稀土顺丁橡胶和稀土充油顺丁橡胶可以节约丁二烯原料，综合利用我国丰富的稀土资源，增加顺丁橡胶新品种。（未完待续）