聚丁二烯橡胶 新品种发展概况
北京橡胶工业研究设计院 陈 宏 李花婷
随着人们对汽车性能的要求越来越高，汽车工业对橡胶性能提出了更高的要求。基于对胎面胶性能优化理论的
研究，滚动阻力低、抗湿滑性高和耐磨性好的轮胎用橡胶的制备技术有了突破性进展，成功地开发出能够满足当代
轮胎性能要求的聚丁二烯类新型轮胎用橡胶。
钕系聚丁二烯橡胶
钕系聚丁二烯橡胶（NdBR）被称为第三代聚丁二烯橡胶，因其催化体系中的主催化体系为Nd化合物而得名，
NdBR是一种分子链更规整的较为完美的线性高聚物，几乎没有支化，基本无凝胶，顺式-1,4-单元结构含量高达98%，
1,2-单元结构含量低，约为1%，NdBR的分子量高且分子量分布较宽，容易制得双峰分布。由于NdBR分子结构的特
征，使其性能与传统BR相比，生胶的强度大，用于轮胎部件中能够提高并用胶料的强度，提高半成品胎的挺性和
尺寸稳定性；自粘性高，使混炼胶的粘性提高；包辊性好，提高炭黑以及助剂在胶料中的分散度。硫化NdBR具有
拉伸强度高，滞后损失小、生热低、耐疲劳性能优异、抗湿滑性好和滚动阻力低，这些正是提高轮胎高速性、耐久
性、安全性、节能性所必须具备的性能。
德国拜耳公司和意大利Enichem Elastomeri公司在20世纪80年代各自推出了NdBR商品，标志着BR的生产
进入了稀土催化剂阶段。德国拜耳公司目前有5个牌号的NdBR，包括Buna CB22、CB23、CB24、CB25及充油CB29MES。
拜耳公司宣称已掌握了门尼粘度[ML(1+4)100℃=15～100]、Mw=5万～100万、Mw/Mn=3～30、长链支化度2%～20%
与顺式-1,4-单元结构含量为85%～99%的各种NdBR的生产方法。
意大利Enichem Elastomeri公司有Neocis BR40、Neocis BR60以及充油Neocis 3个牌号的NdBR。其中Neocis
BR40系标准品种；Neocis BR60系高门尼粘度品种，特别需要强调提高轮胎使用性能时，可使用这种聚合物；BROE
系充油品种，能够保持BR60良好的性能，同时还具有良好的加工性能。
我国NdBR工业化的研发开始于20世纪70年代，中国科学院长春应化所与中国石油锦州石化公司合作，完成
了NdBR的合成和制造技术开发、产品分子结构调整、质量控制、加工应用开发等一系列工作。锦州石化公司于1998～
2001年先后3次在工业装置上进行了NdBR（BR9100）的试生产，共生产了BR9100 41#、BR9100 47#、BR9100 51#
3种不同门尼粘度牌号的钕系顺丁橡胶1500余吨，并进行了轮胎里程试验，结果表明使用NdBR后，轮胎的使用性
能和寿命大幅度提高。
低顺式聚丁二烯橡胶
低顺式聚丁二烯橡胶（LCBR）是80年代以来合成橡胶的开发热点，LCBR生产装置灵活性大，可以和SSBR、高
乙烯基聚丁二烯（HVBR）、中乙烯基聚丁二烯（MVBR）、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯（SIBR）等性能优异的轮胎用合成
橡胶品种以及SBS在同一装置上生产。目前，有十多个国家的20余家公司生产LCBR，总生产能力约70万t/a，主
要生产厂家有德国拜耳、美国固特异、美国Bridgestone Firestone、意大利Enichem。近年来LCBR在欧、美、日
等国的消耗量每年的增长速率都在5%以上。随着我国轮胎子午化率的提高，带动了LCBR的消费市场。LCBR是我国
十分紧缺的胶种，几乎全部依靠进口。
LCBR的顺式-1,4-单元结构含量一般为35%～40%，反式-1,4-单元结构含量为45%～58%,1,2-单元结构含量为
10%～20%，其顺反结构呈无规分布，使之具有优异的耐寒性，尤其以低温屈挠性为最佳。LCBR的色浅、透明、凝
胶含量少、纯度高、不含过渡金属，具有优异的回弹性，动态性能好，补强填充剂填充量高，挤出时口型膨胀小，
压出表面光滑，耐磨性好，耐老化及耐油性优于天然橡胶，是一种较理想的合成橡胶，也是HIPS和ABS理想的抗
冲击改进剂。在子午胎胎面胶中并用部分LCBR，可以提高胎面胶的耐磨性，湿路面和干路面的牵引性，可以达到
滚动阻力和抗湿滑性的较佳综合平衡。LCBR并用于胎圈护胶，可提高胎圈护胶硬度，改善胎圈护胶的变形、耐磨
性、耐热老化性和屈挠龟裂性，减少胎圈外部磨损。但是LCBR的分子量分布窄，加工性能不如BR，冷流现象较为
严重，可通过使聚合物分子适当支化来改进冷流性和加工性能。
1,2-聚丁二烯橡胶
1,2-聚丁二烯橡胶也称乙烯基聚丁二烯橡胶，根据聚合物1,2-结构含量不同又分为中1,2-聚丁二烯橡胶(MVBR)
和高1,2-聚丁二烯橡胶(HVBR)，其中MVBR的1,2-单元结构含量为35%～55%，HVBR的1,2-单元结构含量为65%以
上。
1.MVBR
MVBR最早于1973年由英国国际合成橡胶公司（ISR）采用改性的锂系催化体系，在LCBR装置上实现了工业化
生产，商品牌号为Intolene 50，有42%、48%及63% 3个不同乙烯基含量的MVBR。德国拜耳公司也有生产，商品
牌号为Buna VI 47-0，乙烯基含量为47%。我国燕山石化公司也进行了MVBR的研发工作。
MVBR的Tg在-70～-50℃范围内，与天然橡胶（-73℃）和丁苯橡胶（-70℃）相近。MVBR屈挠性好，抗湿滑性
和抗老化性能优于高顺式BR，一般多与NR或SBR并用，以15～50份替代目前使用的BR或SBR，可用来生产轮胎、
胶鞋的透明或彩色鞋底及各种杂品。但是MVBR的分子量分布窄，加工性能较差，冷流性大，粘着性低。
2.HVBR
HVBR具有生热低、抗湿滑性高、高温回弹性高、滚动阻力低和耐老化性能好，与NR的相容性好，可用于制作
节能轮胎。日本Zeon公司于80年代初开始生产HVBR，可生产商品牌号为Nipol BR1240（乙烯基含量为71%）和
经过EAB改性剂改性的Nipol BR1245两个品种，可用作低滚动阻力、高抗湿滑性轮胎胎面胶。日本JSR公司开发
出了以钴系引发剂溶液聚合制得的乙烯基含量为90%、结晶度可调的HVBR系列产品，商品牌号为JSR RB810，RB820，
RB830。意大利Enichem公司也生产了乙烯基含量为72%，商品牌号为Intolene 80的HVBR。
我国于70年代开展MVBR和HVBR的研发工作，目前已有大量的研究论文及综述性文章发表。但至今仍无该类
胶种面市。
目前，由铁系催化剂引发聚合的HVBR引起了人们的关注，日本石桥公司自2000年以来连续申请了数篇关于铁
系引发丁二烯聚合的专利。我国在铁系HVBR方面的研究有了一定的进展，中国科学院长春应用化学所发现烯丙基
氯是有效的分子调节剂，特性粘度[η]在3.36～4.26之间的铁系HVBR聚合物有很好的综合物理性能，硫化胶的拉
伸强度最高可达25.9MPa，300%定伸应力为8.9MPa，伸长率可达540%，永久变形为8%、抗湿滑指数为138（NR为
100），还发现铁系HVBR具有相对高的耐热分解性和耐热老化性能。