集成橡胶迎来发展机遇
目前，随着一批大型炼化一体化项目的建设和投产，我国炼化领域逐渐形成国企、地方炼厂、合资企业和民营企业共同参与的多元化市场格局。诸如浙江石化、盛虹石化、山东裕龙岛炼化一体化等项目的建设和投产，将大大提高国内橡胶原料丁二烯和异戊二烯的供应量。丁二烯和异戊二烯资源的高值化利用是目前的难点。异戊二烯聚合为聚异戊二烯替代天然胶的竞争优势较弱，因此不建议发展聚异戊橡胶。丁二烯的下游出路十分重要，传统的顺丁橡胶、乳聚丁苯、SBS、ABS等高分子材料在“十四五”期间会出现产能过剩，产品盈利能力下滑。因此，规划新的丁二烯聚合高性能合成橡胶产品，提高炼化一体化高端产品的比例，是我国石化产业转型升级的主导方向之一，对我国石化工业的长远发展具有非常重要的意义。
随着丁二烯、异戊二烯低成本时期的到来，丁二烯-异戊二烯-苯乙烯（SIBR）集成橡胶的产业化迎来了难得的发展机遇。在大型炼化一体化项目下游，利用炼化一体化产出的丁二烯、异戊二烯和苯乙烯资源，规划建设集成橡胶装置，生产绿色轮胎用合成橡胶产品，对促进我国轮胎产业由大向强发展具有重要意义。
集成橡胶优势显著
以往通常通过共混手段，来同时获得两种橡胶的性能，满足对各项性能的需要。但共混也有其不足之处：首先，共混胶的分散均匀度只能达到宏观水平，共混物的性能达不到各参与组分的最佳水准，且组分往往不够稳定，批次之间易出现性能差异；第二，共混能耗大。而集成橡胶是把若干胶种的特性集合于一体，从而使产品兼具几种胶的特性，如集成橡胶SIBR即是将顺丁橡胶和异戊橡胶的特性集中到一个产品中。
集成橡胶采用分子设计，可以根据需要设计橡胶的微观结构，设计每个分子链段的大小，选择直连嵌段或星型支化，把不同的微观结构键合在同一个大分子链上，从而从根本上突破了机械共混可能导致的性能波动、混合不均的难点。如集成橡胶SIBR通过分子设计技术，采用溶液聚合体系和锂系引发剂，先合成异戊二烯链段，再合成合苯乙烯-丁二烯链段，然后耦合形成星型结构。异戊二烯链段、苯乙烯-丁二烯链段的长短可以根据需要进行设计。这样的产品结构既可以有较大的分子量，又具有良好的加工性能，集中了耐低温、滚动阻力低、抗湿滑、耐磨等轮胎所需要的理想性能，是制备绿色轮胎的理想材料。
中国石油兰州化工研究中心已经开发出了星型支化SIBR集成橡胶，完成了中试研究，中试产品完成了轮胎台面胶性能评价。星型SIBR硫化后具有分布均匀的丁二烯链段和异戊二烯链端两相结构，赋予产品良好的性能，具有宽的玻璃化温度范围，可以用差示扫描量热仪(DSC)和动态黏弹性仪(DMA)表征。
集成橡胶产业化难点
集成橡胶产业化的主要难点是技术来源有限。国内集成橡胶目前没有产业化装置，主要有北京化工大学、大连理工大学等在开展学术研究，中国石油兰州化工研究中心和中国石化燕山石化公司完成了中试技术开发和中试产品评价。中石油兰州化工研究中心已经完成集成橡胶（SIBR）的工艺包编制，亟待实现从中试到产业化的突破，建设具有完全自主知识产权的集成橡胶工业装置。国外开展集成橡胶研究的公司也很少，主要有日本的JSR、普利司通、瑞翁(Zeon)和俄罗斯的合成橡胶研究院等，仅有美国实现了产业化，也仅仅是轮胎企业自己使用，不投放市场，而且国外公司对集成橡胶技术不转让。
集成橡胶工业装置特点
由于集成橡胶是一种全新的橡胶，国内目前还没有成熟的三元共聚工业装置。目前，建设集成橡胶工业装置可以有两个途径：一是将国内已有的SBS装置或溶聚丁苯橡胶装置进行技术改造，重点增加异戊二烯罐区、异戊二烯精制单元和异戊二烯精确计量单元等新单元；第二种途径是在集成橡胶SIBR中试放大的技术基础上，委托设计院全新设计，这样新建的集成橡胶工业装置满足新的安全、环保规范，并且可以建设在紧临大型炼化一体化基地附近，减少丁二烯、异戊二烯、苯乙烯的远距离运输，提高装置的经济效益。
集成橡胶SIBR的工业生产主要包括原料罐区、原料计量、聚合反应单元、闪蒸浓缩、掺混汽提、聚合物后处理和溶剂回收精制等过程。聚合过程按进料方式的不同，分为间歇聚合工艺和连续聚合工艺。间歇工艺为主的SIBR技术，其特点是聚合物料停留时间分布均一、聚合工艺较易控制、品种牌号切换灵活；通过原料和调节剂的分批加入，可用分子设计手段生产特殊结构和性能的牌号产品。但间歇装置操作切换频繁、操作周期长，影响产品的质量均一性，相对分子质量分布较窄。而连续生产装置各项工艺控制稳定，切换频次少，产品稳定性好。因此，建议新建连续装置，单线产能为1.5万~2.0万吨/年。
轮胎企业与集成橡胶生产企业协同攻关
轮胎是橡胶工业的主要产品，其耗胶量一般占到一个国家耗胶总量的约60%。我国是全球最大的轮胎生产国、消费国和出口国，但当前轮胎产能过剩，轮胎产业的升级和高质量发展要求要改变产业大而不强的现状。轮胎对橡胶性能的要求日趋苛刻，不同性能要求之间存在相互制约的矛盾，其中最为突出的莫过于轮胎对地抓着力和滚动阻力之间的矛盾。为确保行车安全，要求胎面胶有较高的抓着力，但为了达到高速和省油, 则又要求其滚动阻力低。这就对合成橡胶材料提出了新的要求。
绿色轮胎是目前的发展方向，欧盟、美国都实施了轮胎标签法案。绿色轮胎具有弹性好、滚动阻力小、耗油低、生热低、耐磨等优点。与传统轮胎相比，具有环保、节能等多方面的优势。在汽车行驶过程中，能量会被各种阻力所消耗，其中约20%的汽油是被轮胎的滚动阻力所消耗。使用绿色轮胎可以减少这方面的能量消耗，从而达到省油的目的。绿色轮胎运用特殊白炭黑混合技术、结构设计技术和生产技术，在不损失轮胎基本性能和安全的情况下，使滚动阻力比普通轮胎下降约20%，从而减少油耗约5%以上，增强燃料使用效率，降低二氧化碳排放。这种轮胎可使环境和驾驶者双双获益，一方面减少对环境的不利影响，另一方面可为消费者节省燃料费用。
制备绿色轮胎需要绿色合成橡胶，集成橡胶便是首选材料。集成橡胶的产业化发展，离不开橡胶企业与轮胎企业的协作，特别是在轮胎胎面的加工应用方面，轮胎企业要针对集成橡胶的特点，设计绿色轮胎配方、加工工艺和评价方法，推动集成橡胶在轮胎企业的示范应用；集成橡胶生产企业则需要根据轮胎企业的需求，不断开发集成橡胶的新牌号，建立加工应用数据库，持续推动集成橡胶在轮胎企业加工应用的技术进步。目前轮胎企业还缺少SIBR的应用配方和工艺，需要产业化后不断积累应用经验，实现大规模应用。
总之，在“十四五”期间，随着丁二烯和异戊二烯产能的大量释放，应尽早布局集成橡胶绿色产品，做好产业化，强化推广应用，橡胶企业与轮胎企业紧密结合，共同攻关，推动合成橡胶行业的高质量发展，走出一条创新之路。