1910-1911年(nian),前蘇(su)聯用(yong)堿金屬引發(fa)丁(ding)(ding)二烯聚合得(de)到橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)狀物質。20世紀(ji)30年(nian)代(dai)初,德國和前蘇(su)聯開始生產(chan)(chan)以金屬鈉為(wei)催(cui)化劑的(de)丁(ding)(ding)二烯橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),稱為(wei)丁(ding)(ding)鈉橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),其結構規整性(xing)(xing)差,物性(xing)(xing)和加工性(xing)(xing)能(neng)不好,還(huan)不能(neng)算做順(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。20世紀(ji)50年(nian)代(dai),Ziegler-Natta配位(wei)定(ding)向聚合理論(lun)的(de)實踐,促進(jin)了(le)順(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)合成(cheng)(cheng)技術(shu)的(de)迅速(su)發(fa)展。1956年(nian),美國以AlR3-TiBr4催(cui)化體系合成(cheng)(cheng)順(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)。隨后鈷(gu)系、鎳系及稀土系(釹系)催(cui)化劑相續發(fa)展,順(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)生產(chan)(chan)能(neng)力已僅次于丁(ding)(ding)苯橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao),位(wei)居(ju)合成(cheng)(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)各膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)種第(di)二位(wei)。2013年(nian)世界合成(cheng)(cheng)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)生產(chan)(chan)者協(xie)會統(tong)計丁(ding)(ding)二烯橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(主要為(wei)順(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao))產(chan)(chan)能(neng)為(wei)471.8萬噸/年(nian)。
我(wo)國(guo)(guo)(guo)在上世(shi)紀70年代(dai)采(cai)用自主開發的(de)技(ji)術實現(xian)了順(shun)丁橡膠(jiao)工業化生(sheng)產(chan)(chan),采(cai)用的(de)是鎳(nie)(nie)系催化劑,其生(sheng)產(chan)(chan)技(ji)術一(yi)直處于世(shi)界(jie)先進水平行列。中國(guo)(guo)(guo)石化、中國(guo)(guo)(guo)石油和(he)一(yi)些民企均擁有鎳(nie)(nie)系順(shun)丁橡膠(jiao)生(sheng)產(chan)(chan)裝(zhuang)置,2011年總(zong)產(chan)(chan)能達(da)66萬噸/年,產(chan)(chan)品銷往世(shi)界(jie)各國(guo)(guo)(guo)。未來幾年,我(wo)國(guo)(guo)(guo)鎳(nie)(nie)系順(shun)丁橡膠(jiao)產(chan)(chan)能將(jiang)進一(yi)步擴大,預計(ji)我(wo)國(guo)(guo)(guo)鎳(nie)(nie)系順(shun)丁橡膠(jiao)產(chan)(chan)能將(jiang)超過100萬噸/年。
稀土(tu)(tu)順(shun)(shun)(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)因其優異的(de)性(xing)能(neng)(neng)被視為鎳(nie)系順(shun)(shun)(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)升級品種,逐漸被工業界所重(zhong)視。稀土(tu)(tu)順(shun)(shun)(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)與鎳(nie)系順(shun)(shun)(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)相比具有較高(gao)的(de)彈(dan)性(xing)、較好的(de)拉(la)伸性(xing)能(neng)(neng)、較低的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)熱和滾動阻(zu)力以(yi)及(ji)優異的(de)耐(nai)磨(mo)耗(hao)和抗疲勞等物(wu)理機械性(xing)能(neng)(neng),符合高(gao)性(xing)能(neng)(neng)輪胎在高(gao)速、節(jie)能(neng)(neng)、安全、環保等方面發展的(de)需要,常(chang)用于高(gao)性(xing)能(neng)(neng)綠(lv)色輪胎。中(zhong)國(guo)(guo)早在上世紀(ji)60年(nian)(nian)代(dai)就開始了(le)稀土(tu)(tu)催化丁(ding)(ding)二(er)烯聚合的(de)研究(jiu),由于當時(shi)經濟發展落(luo)后(hou),未能(neng)(neng)實(shi)現(xian)工業化生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)。1998年(nian)(nian)在國(guo)(guo)家863計(ji)劃的(de)支持下,中(zhong)國(guo)(guo)石(shi)(shi)(shi)油(you)錦州石(shi)(shi)(shi)化公(gong)司(si)在鎳(nie)系萬噸級順(shun)(shun)(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)裝(zhuang)(zhuang)置上成功地生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)出了(le)稀土(tu)(tu)順(shun)(shun)(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)。2011年(nian)(nian),中(zhong)國(guo)(guo)石(shi)(shi)(shi)油(you)獨山子石(shi)(shi)(shi)化公(gong)司(si)稀土(tu)(tu)順(shun)(shun)(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)裝(zhuang)(zhuang)置投產(chan)(chan)(chan),中(zhong)國(guo)(guo)稀土(tu)(tu)順(shun)(shun)(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)裝(zhuang)(zhuang)置實(shi)現(xian)了(le)零(ling)突破。2012年(nian)(nian),中(zhong)國(guo)(guo)石(shi)(shi)(shi)化北京燕山分(fen)公(gong)司(si)3萬噸/年(nian)(nian)稀土(tu)(tu)順(shun)(shun)(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)裝(zhuang)(zhuang)置也投產(chan)(chan)(chan)。未來幾年(nian)(nian),我國(guo)(guo)將新增20多萬噸/年(nian)(nian)稀土(tu)(tu)順(shun)(shun)(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)的(de)產(chan)(chan)(chan)能(neng)(neng),屆(jie)時(shi)中(zhong)國(guo)(guo)稀土(tu)(tu)順(shun)(shun)(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)總產(chan)(chan)(chan)能(neng)(neng)達30萬噸/年(nian)(nian)以(yi)上,成為稀土(tu)(tu)順(shun)(shun)(shun)丁(ding)(ding)橡(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)第一(yi)大(da)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)大(da)國(guo)(guo)。
工業生產順丁橡膠均采用溶(rong)液聚合的(de)方法,原(yuan)材料主要有單(dan)體丁二烯和(he)溶(rong)劑(ji),常用的(de)溶(rong)劑(ji)脂(zhi)肪(fang)烴(jing)、脂(zhi)環烴(jing)、芳香烴(jing)和(he)混合烴(jing)。輔助原(yuan)材料有催(cui)化劑(ji)、防老劑(ji)和(he)分散劑(ji)等。
鎳系催(cui)化(hua)劑由有機酸(suan)鎳鹽、含(han)氟(fu)的無機化(hua)合物和有機金屬化(hua)合物以及(ji)微量水組成。工業上常用(yong)催(cui)化(hua)體系為(wei)環(huan)烷酸(suan)鎳、三氟(fu)化(hua)硼(peng)乙醚(mi)絡合物、三異丁基鋁和微量水。
鎳(nie)系(xi)催化劑屬于(yu)配位聚(ju)合機(ji)理,其定向性(xing)較強,制備(bei)出的(de)(de)(de)聚(ju)丁二(er)烯(xi)橡膠中順(shun)(shun)式(shi)-1,4-構(gou)型含量高(gao)達96%,其1,2-構(gou)型含量僅為1%左(zuo)右。順(shun)(shun)式(shi)-1,4-聚(ju)丁二(er)烯(xi)等同周(zhou)期(qi)較長(chang),為0.86nm,分子(zi)中碳碳單鍵(jian)較易(yi)旋轉(zhuan),尤其是雙鍵(jian)旁(pang)的(de)(de)(de)單鍵(jian)在雙鍵(jian)的(de)(de)(de)影向下更容易(yi)內(nei)旋轉(zhuan),鏈的(de)(de)(de)柔性(xing)較好(hao)(hao),在一(yi)般狀態下,分子(zi)呈卷曲狀態,回彈性(xing)好(hao)(hao);而反(fan)式(shi)-1,4-聚(ju)丁二(er)烯(xi)、全(quan)同1,2-聚(ju)丁二(er)烯(xi)和間同1,2-聚(ju)丁二(er)烯(xi)的(de)(de)(de)等同周(zhou)期(qi)較短,分別是0.49nm,0.65nm和0.514nm,分子(zi)鏈的(de)(de)(de)柔性(xing)差,易(yi)結晶,彈性(xing)小(xiao),因而高(gao)順(shun)(shun)式(shi)鎳(nie)系(xi)聚(ju)丁二(er)烯(xi)橡膠具(ju)有(you)優異的(de)(de)(de)彈性(xing)。順(shun)(shun)式(shi)-1,4-聚(ju)丁二(er)烯(xi)在拉伸過程中能取向誘導結晶,這還賦(fu)予(yu)鎳(nie)系(xi)順(shun)(shun)丁橡膠高(gao)強度(du)的(de)(de)(de)特征(zheng)。
1960年(nian)(nian)前后(hou)(hou)(hou)日(ri)本首(shou)先(xian)采(cai)用Ni(naph)2-AlEt3-BF3·OEt2三元體(ti)(ti)系(xi),以甲苯為(wei)溶(rong)劑催化(hua)(hua)(hua)丁(ding)二烯聚合實現了工業化(hua)(hua)(hua)。我國自1959年(nian)(nian)就開始了順(shun)(shun)丁(ding)橡(xiang)(xiang)膠不同催化(hua)(hua)(hua)體(ti)(ti)系(xi)的(de)(de)(de)研究,經(jing)過(guo)多年(nian)(nian)實踐,自主研究開發了有中國特色的(de)(de)(de)順(shun)(shun)丁(ding)橡(xiang)(xiang)膠生(sheng)產技術。其特點是(shi)以加氫汽(qi)油為(wei)溶(rong)劑,以Ni(naph)2/Al(i-Bu)3/BF3·OEt2(Ni-Al-B)三組分為(wei)催化(hua)(hua)(hua)體(ti)(ti)系(xi),將Ni和(he)Al事先(xian)混合陳(chen)(chen)化(hua)(hua)(hua)后(hou)(hou)(hou)加入到(dao)單體(ti)(ti)溶(rong)液中,而(er)B經(jing)溶(rong)劑稀釋后(hou)(hou)(hou)單獨直接進入聚合體(ti)(ti)系(xi),即(ji)所(suo)(suo)謂Ni-Al二元陳(chen)(chen)化(hua)(hua)(hua),稀B單加的(de)(de)(de)陳(chen)(chen)化(hua)(hua)(hua)方(fang)式。這種陳(chen)(chen)化(hua)(hua)(hua)方(fang)式的(de)(de)(de)催化(hua)(hua)(hua)劑活性高(gao),所(suo)(suo)得橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)(de)相(xiang)對分子(zi)質量較(jiao)低(di),在生(sheng)產中所(suo)(suo)用設備(bei)少,易(yi)于調節(jie)。我國于1971年(nian)(nian)到(dao)1976年(nian)(nian)間,相(xiang)繼(ji)建成了6個萬(wan)噸級(ji)的(de)(de)(de)順(shun)(shun)丁(ding)橡(xiang)(xiang)膠廠,到(dao)2004年(nian)(nian)國內鎳系(xi)順(shun)(shun)丁(ding)橡(xiang)(xiang)膠的(de)(de)(de)生(sheng)產能力(li)已達到(dao)43萬(wan)噸。
鎳系順(shun)丁(ding)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)工序主(zhu)要(yao)可(ke)分為(wei):(1)催化(hua)劑(ji)、單(dan)體(ti)溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)和(he)助劑(ji)的(de)配制與計(ji)量;(2)丁(ding)二烯的(de)聚合(he)(he)(he)(he);(3)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)凝聚;(4)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)脫水和(he)干燥(zao);(5)單(dan)體(ti)、溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)的(de)回(hui)收和(he)精制。如(ru)圖(tu)所示:陳化(hua)后的(de)Ni-Al陳化(hua)液(ye)(ye)和(he)稀(xi)釋后的(de)B溶(rong)(rong)(rong)液(ye)(ye)與單(dan)體(ti)丁(ding)二烯、溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)油(you)一起從(cong)釜(fu)(fu)底進(jin)入(ru)聚合(he)(he)(he)(he)首(shou)釜(fu)(fu),單(dan)體(ti)濃度為(wei)19-22 wt%,在攪拌下混合(he)(he)(he)(he)均勻(yun)并發生聚合(he)(he)(he)(he)反應(ying)。首(shou)釜(fu)(fu)反應(ying)生成(cheng)的(de)膠(jiao)(jiao)液(ye)(ye)從(cong)釜(fu)(fu)頂流出(chu),再(zai)從(cong)第(di)二聚合(he)(he)(he)(he)釜(fu)(fu)的(de)釜(fu)(fu)底而(er)入(ru),如(ru)此再(zai)通過第(di)三聚合(he)(he)(he)(he)釜(fu)(fu)。聚合(he)(he)(he)(he)釜(fu)(fu)溫(wen)度為(wei)65-90℃,聚合(he)(he)(he)(he)時間為(wei)1.5-2小時,最終(zhong)聚合(he)(he)(he)(he)轉化(hua)率約為(wei)85%。從(cong)第(di)三聚合(he)(he)(he)(he)釜(fu)(fu)頂部流出(chu)的(de)膠(jiao)(jiao)液(ye)(ye)和(he)終(zhong)止劑(ji)以及防老劑(ji)一起進(jin)入(ru)終(zhong)止釜(fu)(fu),混合(he)(he)(he)(he)均勻(yun)后,被終(zhong)止的(de)膠(jiao)(jiao)液(ye)(ye)被送(song)入(ru)膠(jiao)(jiao)罐儲(chu)存。最后膠(jiao)(jiao)液(ye)(ye)由膠(jiao)(jiao)液(ye)(ye)泵送(song)入(ru)凝聚釜(fu)(fu),用(yong)水蒸氣將溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)油(you)和(he)未反應(ying)的(de)丁(ding)二烯蒸出(chu)并送(song)到回(hui)收精制系統中進(jin)行循環(huan)利(li)用(yong),凝聚后的(de)橡(xiang)(xiang)(xiang)膠(jiao)(jiao)顆粒再(zai)經(jing)過洗膠(jiao)(jiao)罐洗滌(di)、脫水機脫水和(he)擠(ji)壓(ya)干燥(zao)機干燥(zao)后,即可(ke)壓(ya)塊包裝入(ru)庫了(le)。
鈦催化劑由鈦的(de)化合物(wu)與鋁的(de)有(you)機化合物(wu)及其鹵化物(wu)組成。常用的(de)有(you)AlR3-TiI4、AlR3-TiCl4-I2、AlEt2I-TiCl4等。
鈦系順(shun)丁橡膠也采用溶液聚(ju)合(he)(he)法(fa),其(qi)特點是(shi)采用甲苯(ben)為(wei)溶劑,6個聚(ju)合(he)(he)釜(fu)串聯(lian)工藝。聚(ju)合(he)(he)釜(fu)采用冷鹽(yan)水撤熱(re),工藝流(liu)程如(ru)圖所示。
鈷(gu)(gu)系(xi)(xi)(xi)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)以(yi)(yi)鈷(gu)(gu)的(de)氯化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物、氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物、有機酸(suan)(suan)鹽和(he)吡啶(ding)絡合(he)物等任何可溶和(he)不可溶的(de)鈷(gu)(gu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物為主催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji),以(yi)(yi)鋁(lv)的(de)有機化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物為助(zhu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji),以(yi)(yi)水(shui)(shui)、有機過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物、鹵(lu)素(su)、醇(chun)和(he)有機鹵(lu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物為第三組份(fen)活化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)。工(gong)業上常用辛酸(suan)(suan)鈷(gu)(gu)-一(yi)氯二烷(wan)基鋁(lv)-水(shui)(shui)三元體系(xi)(xi)(xi)。同鎳系(xi)(xi)(xi)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)一(yi)樣,鈷(gu)(gu)系(xi)(xi)(xi)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)也屬于配位聚合(he)機理(li),定向(xiang)性較強,當其(qi)用于丁二烯(xi)聚合(he),在以(yi)(yi)鹵(lu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)烷(wan)基鋁(lv)為助(zhu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)時(shi),通常可得到順(shun)式-1,4-構型含(han)量為96-98%,1,2-構型含(han)量為1-2%的(de)高順(shun)式聚丁二烯(xi)。
鈷(gu)系(xi)(xi)聚(ju)丁二(er)(er)烯(xi)橡膠生產工(gong)藝如圖(tu)所示(shi),其特點是以(yi)苯為溶劑(ji)(ji),以(yi)Co(oct)2/AlEt2Cl為催化(hua)體(ti)系(xi)(xi)。其生產工(gong)序(xu)大致如下:丁二(er)(er)烯(xi)和苯混(hun)合(he)(he)(he)經脫水塔后與AlEt2Cl混(hun)合(he)(he)(he),然后與Co(oct)2和分子量調(diao)節劑(ji)(ji)一起送(song)入串聯的(de)(de)四(si)個(ge)反應釜中。單(dan)體(ti)濃度(du)為20 wt%,聚(ju)合(he)(he)(he)溫度(du)為25-40℃,聚(ju)合(he)(he)(he)2小時,最終單(dan)體(ti)轉化(hua)率約(yue)為80%。聚(ju)合(he)(he)(he)釜為不銹(xiu)鋼制,螺帶刮(gua)刀攪拌(ban),采取(qu)夾套、內冷(leng)管水冷(leng)卻。末釜的(de)(de)膠液(ye)送(song)入凝聚(ju)系(xi)(xi)統進行凝聚(ju),未反應的(de)(de)丁二(er)(er)烯(xi)、溶劑(ji)(ji)苯和分子量調(diao)節劑(ji)(ji)分別進入各自(zi)的(de)(de)回收系(xi)(xi)統中,凝聚(ju)后的(de)(de)橡膠顆粒經擠壓脫水、膨(peng)脹干燥(zao)、提升(sheng)干燥(zao)和壓塊等(deng)工(gong)序(xu)后,即可包裝入庫了。
稀(xi)土(tu)(tu)系催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑是以稀(xi)土(tu)(tu)化(hua)(hua)(hua)合(he)物為主催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑的一類催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑,對于丁(ding)二烯(xi)聚合(he),以釹化(hua)(hua)(hua)合(he)物的活(huo)性最(zui)高,因此(ci)稀(xi)土(tu)(tu)順(shun)丁(ding)橡膠工(gong)業生產均(jun)采用釹化(hua)(hua)(hua)合(he)物為主催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑。常見的催(cui)化(hua)(hua)(hua)體系有:Nd(versa)3/Al(i-Bu)2H/t-BuCl、Nd(versa)3/Al(i-Bu)2H/AlEt3Cl3和Nd(naph)3-AlH(i-Bu)2-Al(i-Bu)2Cl 。
稀(xi)土催化劑合成順丁橡膠(jiao)的生產工藝具有(you)如(ru)下(xia)特點。
(1)三元稀土催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)組(zu)成包(bao)括稀土化(hua)合物、烷基(ji)鋁(lv)和氯(lv)化(hua)物。典型的(de)(de)(de)組(zu)成為(wei)環烷酸(suan)釹或新癸酸(suan)釹作(zuo)(zuo)為(wei)主催(cui)化(hua)劑(ji),氫化(hua)二異丁基(ji)鋁(lv)或其(qi)與三異丁基(ji)鋁(lv)的(de)(de)(de)混合物作(zuo)(zuo)為(wei)助催(cui)化(hua)劑(ji),氯(lv)代烷基(ji)鋁(lv)作(zuo)(zuo)為(wei)氯(lv)源。3種組(zu)分的(de)(de)(de)結構和用量對(dui)聚合物的(de)(de)(de)微觀結構沒有(you)明顯的(de)(de)(de)影響,通過調(diao)節催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)組(zu)成可(ke)以靈(ling)活地控制(zhi)聚合物的(de)(de)(de)門尼黏(nian)度。
(2)采用(yong)生(sheng)產鎳系順(shun)丁橡膠用(yong)的(de)丁二(er)烯和(he)溶(rong)劑標準進行生(sheng)產。以己烷或加氫(qing)抽余油(you)等脂肪烴(jing)作為溶(rong)劑,沸點(dian)低,利(li)于回收和(he)精(jing)制;毒性(xing)低,利(li)于環保。鎳系和(he)稀(xi)土系催化(hua)劑生(sheng)產順(shun)丁橡膠用(yong)的(de)溶(rong)劑可(ke)以切換,互不影響,使在同一裝(zhuang)置上生(sheng)產多種橡膠產品成為可(ke)能,符合合成橡膠工業裝(zhuang)置多用(yong)途(tu)化(hua)的(de)發(fa)展趨勢。
(3)丁(ding)(ding)二烯(xi)單體不(bu)是鏈轉(zhuan)移劑,其濃(nong)度(du)的(de)(de)變化不(bu)影響聚(ju)合物的(de)(de)結構和(he)性(xing)能。轉(zhuan)化率(lv)可(ke)以達(da)到(dao)100%。丁(ding)(ding)二烯(xi)質量分數可(ke)達(da)到(dao)18% ~21% ,接近鎳(nie)系順丁(ding)(ding)橡膠的(de)(de)工藝水平。
(4)稀土催(cui)化劑(ji)(ji)聚(ju)合(he)雙(shuang)烯烴具(ju)有“準(zhun)活(huo)性(xing)(xing)(xing)反(fan)應”特(te)征,聚(ju)合(he)物相對(dui)分子(zi)質量(liang)基(ji)本隨著單體(ti)轉化率的(de)(de)(de)升高而增大(da),便于(yu)聚(ju)合(he)過程的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)和工(gong)藝(yi)工(gong)程的(de)(de)(de)設計。助(zhu)催(cui)化劑(ji)(ji)烷(wan)基(ji)鋁是最主要的(de)(de)(de)鏈轉移劑(ji)(ji),調節烷(wan)基(ji)鋁的(de)(de)(de)用量(liang)可(ke)有效(xiao)地控(kong)制(zhi)聚(ju)合(he)物的(de)(de)(de)相對(dui)分子(zi)質量(liang)。聚(ju)合(he)物鏈的(de)(de)(de)末端是具(ju)有反(fan)應活(huo)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)金屬碳(tan)鍵(jian)(jian)(如釹碳(tan)鍵(jian)(jian)、鋁碳(tan)鍵(jian)(jian)) ,可(ke)采用類(lei)似于(yu)鋰催(cui)化劑(ji)(ji)合(he)成(cheng)橡膠的(de)(de)(de)生(sheng)產工(gong)藝(yi)進(jin)行末端極(ji)性(xing)(xing)(xing)化改性(xing)(xing)(xing)和偶(ou)聯(硅偶(ou)聯和錫(xi)偶(ou)聯)改性(xing)(xing)(xing),以(yi)進(jin)一步提高橡膠性(xing)(xing)(xing)能。
(5)稀土催化(hua)劑中的(de)釹是穩定的(de)非氧化(hua)型三價態金屬元素,殘(can)存于橡膠(jiao)中對產(chan)品(pin)性能無影響,因(yin)而可以(yi)降低產(chan)品(pin)灰分的(de)要求。該特點為發展(zhan)不(bu)需水洗的(de)干法凝(ning)聚技術提供了理論基礎。
(6)聚合(he)溫度(du)對聚合(he)物結構及性能沒(mei)有(you)明顯影響,最高反(fan)應溫度(du)可以達到120 ℃,可采用絕(jue)熱(re)方式進行聚合(he)。高溫下的稀(xi)土順丁(ding)橡(xiang)膠溶液黏度(du)與鎳(nie)系順丁(ding)橡(xiang)膠的相似,因此采用較高的聚合(he)溫度(du)有(you)助于降低膠液黏度(du),便于物料的輸送。
(7)用稀(xi)土(tu)催化劑進行(xing)的(de)聚合(he)平穩,易于操(cao)作,不堵管,不掛膠,連續聚合(he)周(zhou)期長(chang),這與稀(xi)土(tu)順丁橡膠的(de)凝膠含量(liang)低和自(zi)黏性高(gao)有關。
(8)通過調整(zheng)配(pei)制(zhi)方式(shi)及工藝條(tiao)件,稀土催化(hua)劑可(ke)形成均相及非均相體系,藉此(ci)可(ke)以生產門尼黏度及相對分子(zi)質量分布不同的系列產品。
(9)同(tong)一組成的(de)稀(xi)土催化(hua)劑在相似的(de)工藝條件(jian)下不僅(jin)可(ke)(ke)以(yi)生產(chan)順丁(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao),還可(ke)(ke)以(yi)生產(chan)高順式結構的(de)異戊橡(xiang)膠(jiao)、丁(ding)(ding)二烯- 異戊二烯橡(xiang)膠(jiao)等,這是傳(chuan)統的(de)鋰、鈦(tai)、鈷、鎳等催化(hua)劑所不具備(bei)的(de)稀(xi)土催化(hua)劑獨(du)有的(de)反應(ying)特(te)征。
順丁(ding)橡(xiang)膠與天然橡(xiang)膠和(he)(he)丁(ding)苯橡(xiang)膠相比,具有彈(dan)性(xing)高、耐磨(mo)性(xing)好、耐寒性(xing)好、生熱(re)低(di)、耐曲撓性(xing)和(he)(he)動態(tai)性(xing)能好等特(te)點。主(zhu)要缺點是抗濕(shi)滑性(xing)差(cha),撕裂強度(du)和(he)(he)拉伸強度(du)低(di),冷(leng)流(liu)性(xing)大,加工性(xing)能稍差(cha),必須和(he)(he)其他膠種并用。
我國(guo)順(shun)丁橡膠(jiao)主要用于輪(lun)胎(tai)(tai)、制(zhi)鞋(xie)、高抗(kang)沖聚苯乙烯(xi)以及ABS樹脂的(de)改性等(deng)(deng)(deng)方面,其(qi)中(zhong)輪(lun)胎(tai)(tai)制(zhi)造(zao)業的(de)需(xu)(xu)求量(liang)(liang)約占總需(xu)(xu)求量(liang)(liang)的(de)77%,制(zhi)鞋(xie)業的(de)需(xu)(xu)求量(liang)(liang)約占9%,高抗(kang)沖聚苯乙烯(xi)和ABS樹脂等(deng)(deng)(deng)塑料改性方面的(de)需(xu)(xu)求量(liang)(liang)約占10%,膠(jiao)管(guan)、膠(jiao)帶(dai)等(deng)(deng)(deng)其(qi)它(ta)方面的(de)需(xu)(xu)求量(liang)(liang)約占4%。