通常我们所说的天然橡胶,是指从巴西橡胶树上采集的天然胶乳,经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物。天然橡胶是一种以顺-1,4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物,分子式是(C5H8)n,其橡胶烃(顺-1,4-聚异戊二烯)含量在90%以上,还含有少量的蛋白质、脂肪酸、糖分及灰分等。
天然橡胶的物理特性。天然橡胶在常温下具有较高的弹性,稍带塑性,具有非常好的机械强度,滞后损失小,在多次变形时生热低,因此其耐屈挠性也很好,并且因为是非极性橡胶,所以电绝缘性能良好。
天然橡胶的化学特性。因为有不饱和双键,所以天然橡胶是一种化学反应能力较强的物质,光、热、臭氧、辐射、屈挠变形和铜、锰等金属都能促进橡胶的老化,不耐老化是天然橡胶的致命弱点,但是,添加了防老剂的天然橡胶,有时在阳光下曝晒两个月依然看不出多大变化,在仓库内贮存三年后仍可以照常使用。
天然橡胶的耐介质特性。天然橡胶有较好的耐碱性能,但不耐浓强酸。由于天然橡胶是非极性橡胶,只能耐一些极性溶剂,而在非极性溶剂中则溶胀,因此,其耐油性和耐溶剂性很差,一般说来,烃、卤代烃、二硫化碳、醚、酮和脂肪酸对天然橡胶均有溶解作用,但其溶解度则受塑炼程度的影响,而低级酮、低级酯及醇类对天然橡胶则是非溶剂。
乳聚丁苯橡胶是合成橡胶中消费量大的胶种,乳聚丁苯橡胶产品分为通用品种和特殊品种两大类。 通用品种有1000、1500、1600、1700、1800和1900 共计6个系列, 其牌号多达数百种。特殊品种包括液体丁苯橡胶、高苯乙烯丁苯橡胶、丁苯吡橡胶和羧基丁苯橡胶等。
SBR-1500是通用污染型软乳聚丁苯橡胶的典型品种,生胶粘着性和加工性能均优,硫化胶耐磨性能、拉伸强度、撕裂强度和耐老化性能较好。SBR-1500广泛用于以炭黑为补强剂和对颜色要求不高的产品,如轮胎胎面、翻胎胎面、输送带、胶管、模制品和压出制品等。
SBR-1502是通用非污染型软乳聚丁苯橡胶的典型品种,其性能与SBR-1500相当,有良好的拉伸强度、耐磨耗和屈挠性能。SBR-1502广泛用于颜色鲜艳和浅色的橡胶制品,如轮胎胎侧、透明胶鞋、胶布、医疗制品和其他一般彩色制品等。
SBR-1712是一种填充高芳香烃油的软乳聚丁苯橡胶的污染性品种,它具有优良的粘着性、耐磨性和可加工性以及价格便宜等优点。SBR-1712广泛用于乘用车轮胎胎面胶,轮胎胎面胶、输送带、胶管和一般黑色橡胶制品等。
乳聚丁苯橡胶的生产技术在19世纪20年代后期逐渐成熟,此后对工艺又进行了不断的改进,并朝着装置大型化方向发展,自动化控制水平有了明显的提高,并且己达到相当的水平。
1910-1911年,前苏联用碱金属引发丁二烯聚合得到橡胶状物质。20世纪30年代初,德国和前苏联开始生产以金属钠为催化剂的丁二烯橡胶,称为丁钠橡胶,其结构规整性差,物性和加工性能不好,还不能算做顺丁橡胶。20世纪50年代,Ziegler-Natta配位定向聚合理论的实践,促进了顺丁橡胶合成技术的迅速发展。1956年,美国以AlR3-TiBr4催化体系合成顺丁橡胶。随后钴系、镍系及稀土系(钕系)催化剂相续发展,顺丁橡胶生产能力已仅次于丁苯橡胶,合成橡胶各胶种第二位 。2013年世界合成橡胶生产者协会统计丁二烯橡胶(主要为顺丁橡胶)产能为471.8万吨/年。
我国在上世纪70年代采用自主开发的技术实现了顺丁橡胶工业化生产,采用的是镍系催化剂,其生产技术一直处于世界水平行列。中国石化、中国石油和一些民企均拥有镍系顺丁橡胶生产装置,2011年总产能达66万吨/年,产品销往。未来几年,我国镍系顺丁橡胶产能将进一步扩大,预计我国镍系顺丁橡胶产能将超过100万吨/年。
稀土顺丁橡胶因其的性能被视为镍系顺丁橡胶的升级品种,逐渐被工业界所重视。稀土顺丁橡胶与镍系顺丁橡胶相比具有较高的弹性、较好的拉伸性能、较低的生热和滚动阻力以及的耐磨耗和抗疲劳等物理机械性能,符合轮胎在高速、节能、安全、环保等方面发展的需要,常用于绿色轮胎。中国早在上世纪60年代就开始了稀土催化丁二烯聚合的研究,由于当时经济发展落后,未能实现工业化生产。1998年在国家863计划的支持下,中国石油锦州石化公司在镍系万吨级顺丁橡胶生产装置上成功地生产出了稀土顺丁橡胶。2011年,中国石油山子石化公司稀土顺丁橡胶生产装置投产,中国稀土顺丁橡胶生产装置实现了零突破。2012年,中国石化北京燕山分公司3万吨/年稀土顺丁橡胶生产装置也投产。未来几年,我国将新增20多万吨/年稀土顺丁橡胶的产能,届时中国稀土顺丁橡胶总产能达30万吨/年以上,成为稀土顺丁橡胶大生产大国。