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三元乙丙可以利用有機過(guò)氧化物或者硫來(lái)進(jìn)行硫化。但是,相比與硫磺硫化,過(guò)氧化物交鏈的三元乙丙用于電線(xiàn)電纜工業(yè)時(shí)具有更高的溫度抗性,更低的壓縮形變以及改進(jìn)的硫化特性。過(guò)氧化物硫化的不好的地方就在于更高的成本。
正如前面所提到的,三元乙丙的交鏈速度和硫化時(shí)間隨著(zhù)硫化類(lèi)型和含量而改變。當三元乙丙與丁基,天然橡膠,丁苯橡膠混合時(shí),在選擇合適的三元乙丙產(chǎn)品時(shí),要考慮到下列因素:
當與丁基進(jìn)行混合時(shí),由于丁基具有較低的不飽和度,為適應丁基的硫化速度,好選擇相對較低含量的DCPD和ENB含量的三元乙丙。
當與天然橡膠和丁苯橡膠混合時(shí),好選擇8%到10%ENB含量的三元乙丙,以滿(mǎn)足其硫化速度。
三元乙丙橡膠是由乙烯、丙烯經(jīng)溶液共聚合而成的橡膠,再引入第三單體(ENB)。三元乙丙橡膠基本上是一種飽和的高聚物,耐老化性能非常好、耐天候性好、電絕緣性能優(yōu)良、耐化學(xué)腐蝕性好、沖擊彈性較好。乙丙橡膠的主要缺點(diǎn)是硫化速度慢;與其它不飽和橡膠并用難,自粘和互粘性都很差,故加工性能不好。
乳聚丁苯橡膠是合成橡膠中消費量大的膠種,乳聚丁苯橡膠產(chǎn)品分為通用品種和特殊品種兩大類(lèi)。 通用品種有1000、1500、1600、1700、1800和1900 共計6個(gè)系列, 其牌號多達數百種。特殊品種包括液體丁苯橡膠、高苯乙烯丁苯橡膠、丁苯吡橡膠和羧基丁苯橡膠等。
SBR-1500是通用污染型軟乳聚丁苯橡膠的典型品種,生膠粘著(zhù)性和加工性能均優(yōu),硫化膠耐磨性能、拉伸強度、撕裂強度和耐老化性能較好。SBR-1500廣泛用于以炭黑為補強劑和對顏色要求不高的產(chǎn)品,如輪胎胎面、翻胎胎面、輸送帶、膠管、模制品和壓出制品等。
SBR-1502是通用非污染型軟乳聚丁苯橡膠的典型品種,其性能與SBR-1500相當,有良好的拉伸強度、耐磨耗和屈撓性能。SBR-1502廣泛用于顏色鮮艷和淺色的橡膠制品,如輪胎胎側、透明膠鞋、膠布、醫療制品和其他一般彩色制品等。
SBR-1712是一種填充高芳香烴油的軟乳聚丁苯橡膠的污染性品種,它具有優(yōu)良的粘著(zhù)性、耐磨性和可加工性以及價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。SBR-1712廣泛用于乘用車(chē)輪胎胎面膠,輪胎胎面膠、輸送帶、膠管和一般黑色橡膠制品等。
乳聚丁苯橡膠的生產(chǎn)技術(shù)在19世紀20年代后期逐漸成熟,此后對工藝又進(jìn)行了不斷的改進(jìn),并朝著(zhù)裝置大型化方向發(fā)展,自動(dòng)化控制水平有了明顯的提高,并且己達到相當的水平。
1910-1911年,前蘇聯(lián)用堿金屬引發(fā)丁二烯聚合得到橡膠狀物質(zhì)。20世紀30年代初,德國和前蘇聯(lián)開(kāi)始生產(chǎn)以金屬鈉為催化劑的丁二烯橡膠,稱(chēng)為丁鈉橡膠,其結構規整性差,物性和加工性能不好,還不能算做順丁橡膠。20世紀50年代,Ziegler-Natta配位定向聚合理論的實(shí)踐,促進(jìn)了順丁橡膠合成技術(shù)的迅速發(fā)展。1956年,美國以AlR3-TiBr4催化體系合成順丁橡膠。隨后鈷系、鎳系及稀土系(釹系)催化劑相續發(fā)展,順丁橡膠生產(chǎn)能力已僅次于丁苯橡膠,合成橡膠各膠種第二位 。2013年世界合成橡膠生產(chǎn)者協(xié)會(huì )統計丁二烯橡膠(主要為順丁橡膠)產(chǎn)能為471.8萬(wàn)噸/年。
我國在上世紀70年代采用自主開(kāi)發(fā)的技術(shù)實(shí)現了順丁橡膠工業(yè)化生產(chǎn),采用的是鎳系催化劑,其生產(chǎn)技術(shù)一直處于世界水平行列。中國石化、中國石油和一些民企均擁有鎳系順丁橡膠生產(chǎn)裝置,2011年總產(chǎn)能達66萬(wàn)噸/年,產(chǎn)品銷(xiāo)往。未來(lái)幾年,我國鎳系順丁橡膠產(chǎn)能將進(jìn)一步擴大,預計我國鎳系順丁橡膠產(chǎn)能將超過(guò)100萬(wàn)噸/年。
稀土順丁橡膠因其的性能被視為鎳系順丁橡膠的升級品種,逐漸被工業(yè)界所重視。稀土順丁橡膠與鎳系順丁橡膠相比具有較高的彈性、較好的拉伸性能、較低的生熱和滾動(dòng)阻力以及的耐磨耗和抗疲勞等物理機械性能,符合輪胎在高速、節能、安全、環(huán)保等方面發(fā)展的需要,常用于綠色輪胎。中國早在上世紀60年代就開(kāi)始了稀土催化丁二烯聚合的研究,由于當時(shí)經(jīng)濟發(fā)展落后,未能實(shí)現工業(yè)化生產(chǎn)。1998年在國家863計劃的支持下,中國石油錦州石化公司在鎳系萬(wàn)噸級順丁橡膠生產(chǎn)裝置上成功地生產(chǎn)出了稀土順丁橡膠。2011年,中國石油山子石化公司稀土順丁橡膠生產(chǎn)裝置投產(chǎn),中國稀土順丁橡膠生產(chǎn)裝置實(shí)現了零突破。2012年,中國石化北京燕山分公司3萬(wàn)噸/年稀土順丁橡膠生產(chǎn)裝置也投產(chǎn)。未來(lái)幾年,我國將新增20多萬(wàn)噸/年稀土順丁橡膠的產(chǎn)能,屆時(shí)中國稀土順丁橡膠總產(chǎn)能達30萬(wàn)噸/年以上,成為稀土順丁橡膠大生產(chǎn)大國。
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