潘曰霞
大庆石化公司橡胶聚合联合车间 黑龙江大庆163714
摘要：顺丁橡胶是我国合成橡胶中技术开发最成熟的胶种，具有弹性与耐磨性优良，耐老化性好，耐低温性优异，在动态负荷下发热量小，易于金属粘合。因此得到广泛应用。本文通过概述顺丁橡胶产品性能和分类，简述了其生产中的聚合，凝聚、脱水和干燥等主要工序，展望了顺丁橡胶发展状况，及应该采取的措施和建议。
关键词：凝聚；顺式；混态
Abstract: cis-1,4-polybutadiene rubber is the most mature rubber in China. It has excellent elasticity and wear resistance, good aging resistance, excellent low temperature resistance, low heat value under dynamic load, and easy to metal bonding. So it is widely used. In this paper, the properties and classification of cis-1,4-polybutadiene rubber products were summarized. The main processes of polymerization, condensation, dehydration and drying in the production of cis-1,4-polybutadiene rubber were briefly described. The development status of cis-1,4-polybutadiene rubber was prospected, and the measures and suggestions that should be taken were put forward.
Key words: condensation; CIS; mixed state
前言：顺丁橡胶是顺式1，4-聚丁二烯橡胶的简称，其分子式为(C4H6)n，属混合物，国际通用代号为BR，是目前仅次于丁苯橡胶的世界上第二大通用合成橡胶.根据顺丁橡胶顺式结构的含量分为高顺丁橡胶（顺式结构占97－99％）、中顺丁橡胶（顺式结构占 90－95％）和低顺丁橡胶（顺式结构占32－40％）三种。低顺丁橡胶中丁二烯的顺反异构体呈无规分布，具有最好的耐寒性，而其它性能大致相似.具有弹性好，耐磨性强和耐低温性能好，生热低，滞后损失小，耐屈扰性，抗龟裂性及动态性能好等优点，可与天然橡胶、氯丁橡胶以及丁腈橡胶等并用，在轮胎、抗冲击改性、胶带、胶管以及胶鞋等橡胶制品的生产中具有广泛的应用。
1、顺丁橡胶产品概述
顺丁烯橡胶是以丁二烯为主要原料，经聚合等一系列发生而制得，其结构规整，且硫化后的顺丁橡胶具有优良的耐寒性、耐磨性和弹性。在动负荷下发热量较少，耐老化性较好。在实际应用中，较易与天然橡胶或丁腈橡胶等其它类型的橡胶混用。顺丁橡胶分为三大类，一是低顺式，中顺式和高顺式三类；高顺式顺丁橡胶分子量高，分子间力较小，因而分子链柔性大，玻璃化温度低（在零下110摄氏度），而且常温无负荷时呈无定形态，能够承受较大的外力。从目前看，顺丁橡胶的耐寒性和弹性在各种合成橡胶中，表现十分突出，在受力拉伸时还能得到结晶补强，是一种综合性能较好的通用橡胶。
2、顺丁橡胶生产工序方法
顺丁橡胶的生产，主要有以下工序：三剂的配制计量（催化剂、终止剂和防老剂）、聚合，凝聚、脱水和干燥等。而且其聚合反应均采用串联的聚合流程。聚合反应的装置用几个聚合釜串联在一起，单釜容积为40m左右，使用不同的催化剂时，其溶剂和产物都会有所不同。
2.1 生产顺丁橡胶时，可以用或己烷作溶剂，用丁基锂作为催化剂。
使用这种溶剂和催化剂的组合时，其聚合体系的催化活性较高，流程较短，工艺也较简单，故反应较为平稳；但其产物为低顺式成品，不易加工，而且硫化后物理性能较差，因此使用此种方法生产不常见。
2.2 另一种方法是用苯或甲苯作溶剂，选用钛或钴作为催化剂。其成品橡胶顺式含量较高，但还是存在分子量分布较窄的问题，而且其冷流倾向大，加工性能较差。
2.3 目前生产顺丁橡胶常用的一种组合形式是用芳烃和脂肪烃作为聚合溶剂，用镍系作为催化剂，其产品具有高分子量、高顺式顺丁的特点，其加工性能好，硫化后物理性能优良，且活性和所得硫化胶的物理性能也好。
3、顺丁橡胶的主要生产流程
下面以镍系为例，说简述下主要的生产流程
3.1 聚合。 由丁二烯经与溶剂油溶剂进行混合，在丁油预热器进行加热，保证一定的入釜温度。镍组分和铝组分分别由计量泵送出，经铝－镍文氏管混合后，已预热好的丁油溶液混合。硼组分在釜底与丁油混合进入第一台反应釜。在聚合釜中，严格控制温度和压力，在引发剂的作用下，发生丁二烯聚合反应，生成高分子量的聚丁二烯。反应后的胶液从第一台反应釜顶，从底部进入第二反应釜持续反应。在第二台反应釜反应后再依次进入第三台、第四台反应釜。当达到理想的粘度和转化率后，在最后那台反应釜的出口管线加入终止剂。反应即可停止。
3.2 凝聚。被终止聚合后的胶液进入胶液罐后，将部分未转化的
丁二烯经罐顶压控调节阀，送至丁二烯回收罐。胶液在罐中根据门尼粘度值的高低混合，合格胶液被喷到凝聚釜内，在热水、机械搅拌和蒸汽加热的作用下，进行充分凝聚形成颗粒，并蒸出溶剂油溶剂和少量丁二烯。
3.3 脱水干燥。釜底胶粒经洗涤后由振动筛进行分离，并将含水40～60％的胶粒送往挤压干燥岗。通过挤压机挤压将胶粒含水量降到8～15％，切成条状进入膨胀干燥机加热、加压，达到膨胀和内蒸的目的除去胶粒中的绝大部分水分，再送入水平红外干燥箱干燥，使胶的含水量达到 0.75％以下，即成为干燥合格后的胶条。
4、顺丁橡胶发展方向
开发顺丁橡胶新品种和新牌号，扩大市场份额，满足市场需求。以调整现有顺丁橡胶的产品结构，增加装置适应性。
4.1 加快现有产品的工业化进展速度。加快现有新产品研究开发成果的工业化。以调整现有顺丁橡胶的产品结构。目前应尽快将顺丁橡胶的各种牌号投入工业生产，加大稀土顺丁橡胶的生产能力，发展镍系顺丁橡胶。充油充炭黑ESBR母炼胶，发展主要用于苯乙烯类树脂抗冲改性剂的低顺式聚丁二橡胶等。
4.2 开发新型生产设备。聚合反应釜对橡胶的生产有着致关重要的作用。因此要加大力度开发新型聚合反应器。如大庆石化公司化工三厂生产顺丁橡胶采用的反应釜，多为双螺带搅拌器。 这类设备存在返混态和搅拌不均等问题，如果对搅拌浆型加经改动，便能提高混合效果，同时强化传热的能力。 新型浆型的应用将大大拉高聚合工艺指标，从而产品的内在质量有了根本的保证。
4.3 多元化应用顺丁橡胶。目前我国顺丁橡胶产品主要用于应用于轮胎行业，其消费量约占我国顺丁橡胶总消费量的60%。轮胎行业的好坏，直接制约着顺丁橡胶的产品市场。有必要开辟顺丁橡胶在非轮胎制品中的应用，以获得更宽广的应用前景。如进入塑料改性用顺丁橡胶市场，开发改性顺丁橡胶。如进行氯化顺丁橡胶、卤磺化和羧化等改性顺丁橡胶的研究，以进一步扩大顺丁橡胶的用量。
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