1910-1911年(nian),前蘇(su)聯用堿金屬(shu)引發丁(ding)(ding)(ding)二(er)(er)烯聚合(he)(he)得到橡(xiang)膠(jiao)狀物(wu)質。20世紀30年(nian)代初,德國和前蘇(su)聯開始生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)以金屬(shu)鈉(na)為(wei)催化劑的(de)丁(ding)(ding)(ding)二(er)(er)烯橡(xiang)膠(jiao),稱為(wei)丁(ding)(ding)(ding)鈉(na)橡(xiang)膠(jiao),其結構規整(zheng)性差(cha),物(wu)性和加(jia)工性能(neng)(neng)不(bu)好,還不(bu)能(neng)(neng)算(suan)做順(shun)丁(ding)(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)。20世紀50年(nian)代,Ziegler-Natta配位定向聚合(he)(he)理論的(de)實踐,促進了順(shun)丁(ding)(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)合(he)(he)成技術(shu)的(de)迅速發展(zhan)。1956年(nian),美國以AlR3-TiBr4催化體系合(he)(he)成順(shun)丁(ding)(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)。隨后鈷系、鎳(nie)系及稀土(tu)系(釹(nv)系)催化劑相續發展(zhan),順(shun)丁(ding)(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)能(neng)(neng)力(li)已(yi)僅次于丁(ding)(ding)(ding)苯(ben)橡(xiang)膠(jiao),位居合(he)(he)成橡(xiang)膠(jiao)各(ge)膠(jiao)種(zhong)第二(er)(er)位。2013年(nian)世界合(he)(he)成橡(xiang)膠(jiao)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)者協會統(tong)計丁(ding)(ding)(ding)二(er)(er)烯橡(xiang)膠(jiao)(主要(yao)為(wei)順(shun)丁(ding)(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao))產(chan)(chan)能(neng)(neng)為(wei)471.8萬噸/年(nian)。
我國(guo)(guo)在(zai)上世紀70年(nian)(nian)(nian)代采用(yong)(yong)自主開發的技(ji)術(shu)實(shi)現了順(shun)丁(ding)橡(xiang)膠(jiao)工業化(hua)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan),采用(yong)(yong)的是鎳(nie)系(xi)(xi)催化(hua)劑,其生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)技(ji)術(shu)一(yi)直處于世界(jie)先進水平行列。中國(guo)(guo)石化(hua)、中國(guo)(guo)石油和(he)一(yi)些(xie)民企均擁有鎳(nie)系(xi)(xi)順(shun)丁(ding)橡(xiang)膠(jiao)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)裝置,2011年(nian)(nian)(nian)總產(chan)(chan)能(neng)(neng)達66萬(wan)(wan)噸/年(nian)(nian)(nian),產(chan)(chan)品(pin)銷往世界(jie)各國(guo)(guo)。未來(lai)幾(ji)年(nian)(nian)(nian),我國(guo)(guo)鎳(nie)系(xi)(xi)順(shun)丁(ding)橡(xiang)膠(jiao)產(chan)(chan)能(neng)(neng)將進一(yi)步擴大,預計(ji)我國(guo)(guo)鎳(nie)系(xi)(xi)順(shun)丁(ding)橡(xiang)膠(jiao)產(chan)(chan)能(neng)(neng)將超過100萬(wan)(wan)噸/年(nian)(nian)(nian)。
稀(xi)土(tu)(tu)(tu)順丁(ding)(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)因其優(you)異的(de)(de)性能(neng)(neng)(neng)被(bei)視為(wei)(wei)鎳(nie)系順丁(ding)(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)升級品種,逐漸被(bei)工業(ye)(ye)界所(suo)重視。稀(xi)土(tu)(tu)(tu)順丁(ding)(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)與鎳(nie)系順丁(ding)(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)相比具有較高(gao)的(de)(de)彈性、較好的(de)(de)拉伸性能(neng)(neng)(neng)、較低的(de)(de)生熱(re)和滾動阻力以(yi)及優(you)異的(de)(de)耐(nai)磨耗和抗疲勞等(deng)物理機(ji)械性能(neng)(neng)(neng),符合高(gao)性能(neng)(neng)(neng)輪胎(tai)在高(gao)速、節能(neng)(neng)(neng)、安全(quan)、環(huan)保等(deng)方面(mian)發展(zhan)的(de)(de)需要,常(chang)用于(yu)高(gao)性能(neng)(neng)(neng)綠色輪胎(tai)。中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)早在上世紀60年(nian)(nian)代就開始了稀(xi)土(tu)(tu)(tu)催化丁(ding)(ding)(ding)二烯聚合的(de)(de)研(yan)究,由于(yu)當時經濟發展(zhan)落后,未能(neng)(neng)(neng)實(shi)現工業(ye)(ye)化生產(chan)(chan)(chan)。1998年(nian)(nian)在國(guo)(guo)(guo)家(jia)863計劃的(de)(de)支(zhi)持下,中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)石油錦州石化公司在鎳(nie)系萬噸級順丁(ding)(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)(chan)(chan)裝(zhuang)置(zhi)上成功地(di)生產(chan)(chan)(chan)出了稀(xi)土(tu)(tu)(tu)順丁(ding)(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)。2011年(nian)(nian),中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)石油獨山子石化公司稀(xi)土(tu)(tu)(tu)順丁(ding)(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)(chan)(chan)裝(zhuang)置(zhi)投產(chan)(chan)(chan),中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)順丁(ding)(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)(chan)(chan)裝(zhuang)置(zhi)實(shi)現了零(ling)突破(po)。2012年(nian)(nian),中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)石化北京燕山分公司3萬噸/年(nian)(nian)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)順丁(ding)(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)生產(chan)(chan)(chan)裝(zhuang)置(zhi)也(ye)投產(chan)(chan)(chan)。未來幾(ji)年(nian)(nian),我國(guo)(guo)(guo)將新增20多萬噸/年(nian)(nian)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)順丁(ding)(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)產(chan)(chan)(chan)能(neng)(neng)(neng),屆時中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)順丁(ding)(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)總產(chan)(chan)(chan)能(neng)(neng)(neng)達(da)30萬噸/年(nian)(nian)以(yi)上,成為(wei)(wei)稀(xi)土(tu)(tu)(tu)順丁(ding)(ding)(ding)橡(xiang)膠(jiao)(jiao)第一大生產(chan)(chan)(chan)大國(guo)(guo)(guo)。
工業生產順丁橡(xiang)膠均采用溶(rong)液聚(ju)合的(de)方法,原(yuan)(yuan)材料主要有單體丁二烯和溶(rong)劑(ji),常用的(de)溶(rong)劑(ji)脂肪(fang)烴(jing)(jing)、脂環烴(jing)(jing)、芳香烴(jing)(jing)和混合烴(jing)(jing)。輔助原(yuan)(yuan)材料有催(cui)化劑(ji)、防老劑(ji)和分散劑(ji)等。
鎳(nie)系(xi)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)由有機酸鎳(nie)鹽、含氟(fu)的無機化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物和有機金屬化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物以及微(wei)量水組成。工(gong)業上常(chang)用催(cui)化(hua)(hua)(hua)體系(xi)為環烷(wan)酸鎳(nie)、三氟(fu)化(hua)(hua)(hua)硼乙(yi)醚絡(luo)合(he)(he)物、三異(yi)丁基鋁和微(wei)量水。
鎳(nie)(nie)系催化(hua)劑(ji)屬于配(pei)位聚(ju)合機理,其(qi)定向(xiang)(xiang)性(xing)(xing)較(jiao)強,制備出的(de)(de)(de)聚(ju)丁(ding)二(er)烯(xi)橡膠(jiao)中順(shun)式-1,4-構型含量高達96%,其(qi)1,2-構型含量僅為(wei)1%左(zuo)右。順(shun)式-1,4-聚(ju)丁(ding)二(er)烯(xi)等同(tong)周期(qi)較(jiao)長,為(wei)0.86nm,分子(zi)中碳碳單(dan)(dan)鍵較(jiao)易旋轉,尤其(qi)是雙(shuang)鍵旁(pang)的(de)(de)(de)單(dan)(dan)鍵在雙(shuang)鍵的(de)(de)(de)影向(xiang)(xiang)下更容易內旋轉,鏈(lian)的(de)(de)(de)柔(rou)性(xing)(xing)較(jiao)好,在一(yi)般狀態(tai)下,分子(zi)呈卷曲(qu)狀態(tai),回彈性(xing)(xing)好;而反(fan)式-1,4-聚(ju)丁(ding)二(er)烯(xi)、全同(tong)1,2-聚(ju)丁(ding)二(er)烯(xi)和(he)間同(tong)1,2-聚(ju)丁(ding)二(er)烯(xi)的(de)(de)(de)等同(tong)周期(qi)較(jiao)短(duan),分別是0.49nm,0.65nm和(he)0.514nm,分子(zi)鏈(lian)的(de)(de)(de)柔(rou)性(xing)(xing)差(cha),易結晶(jing),彈性(xing)(xing)小,因而高順(shun)式鎳(nie)(nie)系聚(ju)丁(ding)二(er)烯(xi)橡膠(jiao)具(ju)有優(you)異的(de)(de)(de)彈性(xing)(xing)。順(shun)式-1,4-聚(ju)丁(ding)二(er)烯(xi)在拉伸過程中能取向(xiang)(xiang)誘(you)導結晶(jing),這還賦予鎳(nie)(nie)系順(shun)丁(ding)橡膠(jiao)高強度(du)的(de)(de)(de)特征。
1960年(nian)前后日本首(shou)先采(cai)用(yong)(yong)Ni(naph)2-AlEt3-BF3·OEt2三元體(ti)系,以甲(jia)苯為溶劑(ji)(ji)催化(hua)丁二烯聚(ju)合(he)(he)實(shi)(shi)現(xian)了(le)工業化(hua)。我國(guo)自(zi)(zi)1959年(nian)就開始了(le)順丁橡(xiang)膠(jiao)不同催化(hua)體(ti)系的(de)研究(jiu),經過(guo)多年(nian)實(shi)(shi)踐(jian),自(zi)(zi)主(zhu)研究(jiu)開發(fa)了(le)有中國(guo)特色的(de)順丁橡(xiang)膠(jiao)生(sheng)產技術。其特點是以加氫(qing)汽油(you)為溶劑(ji)(ji),以Ni(naph)2/Al(i-Bu)3/BF3·OEt2(Ni-Al-B)三組分為催化(hua)體(ti)系,將Ni和Al事先混合(he)(he)陳化(hua)后加入到(dao)(dao)單體(ti)溶液中,而B經溶劑(ji)(ji)稀(xi)釋后單獨直接進入聚(ju)合(he)(he)體(ti)系,即所謂Ni-Al二元陳化(hua),稀(xi)B單加的(de)陳化(hua)方式。這種陳化(hua)方式的(de)催化(hua)劑(ji)(ji)活性(xing)高,所得橡(xiang)膠(jiao)的(de)相(xiang)對(dui)分子質量較(jiao)低,在生(sheng)產中所用(yong)(yong)設備(bei)少,易于調(diao)節。我國(guo)于1971年(nian)到(dao)(dao)1976年(nian)間,相(xiang)繼建成了(le)6個萬噸級的(de)順丁橡(xiang)膠(jiao)廠,到(dao)(dao)2004年(nian)國(guo)內鎳(nie)系順丁橡(xiang)膠(jiao)的(de)生(sheng)產能(neng)力已達到(dao)(dao)43萬噸。
鎳(nie)系順丁(ding)(ding)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)工序(xu)主要可分(fen)為(wei):(1)催化劑(ji)、單(dan)體溶液(ye)(ye)和(he)助(zhu)劑(ji)的(de)(de)(de)配制與(yu)(yu)計量;(2)丁(ding)(ding)二(er)烯(xi)(xi)的(de)(de)(de)聚(ju)合(he)(he)(he);(3)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)凝聚(ju);(4)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)脫水(shui)和(he)干燥;(5)單(dan)體、溶劑(ji)的(de)(de)(de)回收和(he)精制。如圖所示:陳化后的(de)(de)(de)Ni-Al陳化液(ye)(ye)和(he)稀釋后的(de)(de)(de)B溶液(ye)(ye)與(yu)(yu)單(dan)體丁(ding)(ding)二(er)烯(xi)(xi)、溶劑(ji)油一(yi)起從(cong)釜(fu)底進入(ru)聚(ju)合(he)(he)(he)首釜(fu),單(dan)體濃度為(wei)19-22 wt%,在攪拌下混合(he)(he)(he)均(jun)(jun)勻并發(fa)生聚(ju)合(he)(he)(he)反(fan)應。首釜(fu)反(fan)應生成(cheng)的(de)(de)(de)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)液(ye)(ye)從(cong)釜(fu)頂流出(chu),再從(cong)第(di)二(er)聚(ju)合(he)(he)(he)釜(fu)的(de)(de)(de)釜(fu)底而入(ru),如此再通過第(di)三聚(ju)合(he)(he)(he)釜(fu)。聚(ju)合(he)(he)(he)釜(fu)溫度為(wei)65-90℃,聚(ju)合(he)(he)(he)時間為(wei)1.5-2小時,最終聚(ju)合(he)(he)(he)轉化率約為(wei)85%。從(cong)第(di)三聚(ju)合(he)(he)(he)釜(fu)頂部流出(chu)的(de)(de)(de)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)液(ye)(ye)和(he)終止(zhi)劑(ji)以及(ji)防老劑(ji)一(yi)起進入(ru)終止(zhi)釜(fu),混合(he)(he)(he)均(jun)(jun)勻后,被(bei)終止(zhi)的(de)(de)(de)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)液(ye)(ye)被(bei)送(song)入(ru)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)罐儲存。最后膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)液(ye)(ye)由膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)液(ye)(ye)泵送(song)入(ru)凝聚(ju)釜(fu),用(yong)水(shui)蒸氣(qi)將(jiang)溶劑(ji)油和(he)未反(fan)應的(de)(de)(de)丁(ding)(ding)二(er)烯(xi)(xi)蒸出(chu)并送(song)到回收精制系統中進行循環利用(yong),凝聚(ju)后的(de)(de)(de)橡膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顆(ke)粒再經(jing)過洗(xi)膠(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)罐洗(xi)滌(di)、脫水(shui)機(ji)脫水(shui)和(he)擠壓(ya)干燥機(ji)干燥后,即可壓(ya)塊包裝(zhuang)入(ru)庫了。
鈦催化(hua)(hua)劑由鈦的化(hua)(hua)合物(wu)與鋁的有機化(hua)(hua)合物(wu)及其鹵化(hua)(hua)物(wu)組成(cheng)。常用的有AlR3-TiI4、AlR3-TiCl4-I2、AlEt2I-TiCl4等(deng)。
鈦系順丁橡膠也采用(yong)溶液聚合法,其特點是采用(yong)甲(jia)苯為溶劑,6個聚合釜串聯工(gong)藝。聚合釜采用(yong)冷鹽水撤熱,工(gong)藝流程如圖所示。
鈷系催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑以(yi)(yi)鈷的(de)(de)氯化(hua)(hua)物(wu)、氧化(hua)(hua)物(wu)、有(you)(you)(you)機酸鹽和吡啶絡合物(wu)等任何(he)可溶和不可溶的(de)(de)鈷化(hua)(hua)合物(wu)為(wei)(wei)主(zhu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑,以(yi)(yi)鋁(lv)(lv)(lv)的(de)(de)有(you)(you)(you)機化(hua)(hua)合物(wu)為(wei)(wei)助(zhu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑,以(yi)(yi)水、有(you)(you)(you)機過(guo)氧化(hua)(hua)物(wu)、鹵素、醇和有(you)(you)(you)機鹵化(hua)(hua)物(wu)為(wei)(wei)第三(san)組份活(huo)化(hua)(hua)劑。工業上常用辛酸鈷-一氯二烷基鋁(lv)(lv)(lv)-水三(san)元體系。同鎳系催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑一樣,鈷系催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑也屬于(yu)配位(wei)聚合機理,定向性較強,當(dang)其用于(yu)丁二烯(xi)聚合,在以(yi)(yi)鹵化(hua)(hua)烷基鋁(lv)(lv)(lv)為(wei)(wei)助(zhu)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑時,通常可得(de)到(dao)順式-1,4-構型(xing)含(han)量(liang)(liang)為(wei)(wei)96-98%,1,2-構型(xing)含(han)量(liang)(liang)為(wei)(wei)1-2%的(de)(de)高順式聚丁二烯(xi)。
鈷系聚(ju)丁二(er)烯(xi)橡(xiang)(xiang)膠生產(chan)工藝如圖所示,其特點(dian)是以苯為(wei)溶劑,以Co(oct)2/AlEt2Cl為(wei)催化體(ti)系。其生產(chan)工序(xu)大致如下:丁二(er)烯(xi)和(he)苯混合(he)(he)經(jing)脫水(shui)(shui)塔后(hou)與(yu)(yu)AlEt2Cl混合(he)(he),然后(hou)與(yu)(yu)Co(oct)2和(he)分子(zi)量調(diao)節(jie)劑一起送入(ru)串聯的(de)(de)四個反應(ying)釜中(zhong)(zhong)。單(dan)體(ti)濃度為(wei)20 wt%,聚(ju)合(he)(he)溫度為(wei)25-40℃,聚(ju)合(he)(he)2小(xiao)時,最終單(dan)體(ti)轉(zhuan)化率約為(wei)80%。聚(ju)合(he)(he)釜為(wei)不銹鋼制,螺帶刮刀攪拌,采取夾套、內冷(leng)管水(shui)(shui)冷(leng)卻。末(mo)釜的(de)(de)膠液送入(ru)凝聚(ju)系統進行凝聚(ju),未反應(ying)的(de)(de)丁二(er)烯(xi)、溶劑苯和(he)分子(zi)量調(diao)節(jie)劑分別進入(ru)各自的(de)(de)回(hui)收系統中(zhong)(zhong),凝聚(ju)后(hou)的(de)(de)橡(xiang)(xiang)膠顆粒經(jing)擠壓(ya)脫水(shui)(shui)、膨脹(zhang)干燥、提(ti)升干燥和(he)壓(ya)塊等(deng)工序(xu)后(hou),即可(ke)包(bao)裝入(ru)庫(ku)了。
稀(xi)土(tu)系(xi)催(cui)化(hua)(hua)劑是(shi)以稀(xi)土(tu)化(hua)(hua)合物(wu)為(wei)主(zhu)催(cui)化(hua)(hua)劑的一類催(cui)化(hua)(hua)劑,對于丁二(er)烯(xi)聚合,以釹(nv)化(hua)(hua)合物(wu)的活(huo)性最(zui)高,因(yin)此稀(xi)土(tu)順(shun)丁橡膠工業生產均采用釹(nv)化(hua)(hua)合物(wu)為(wei)主(zhu)催(cui)化(hua)(hua)劑。常見的催(cui)化(hua)(hua)體系(xi)有:Nd(versa)3/Al(i-Bu)2H/t-BuCl、Nd(versa)3/Al(i-Bu)2H/AlEt3Cl3和(he)Nd(naph)3-AlH(i-Bu)2-Al(i-Bu)2Cl 。
稀土(tu)催化劑合成順丁橡膠的(de)生產工藝具(ju)有如(ru)下特(te)點。
(1)三(san)元稀土催化(hua)(hua)劑(ji)的(de)組成包括稀土化(hua)(hua)合(he)物(wu)、烷(wan)基(ji)鋁(lv)和氯化(hua)(hua)物(wu)。典(dian)型的(de)組成為(wei)(wei)環(huan)烷(wan)酸釹(nv)或新(xin)癸(gui)酸釹(nv)作(zuo)為(wei)(wei)主催化(hua)(hua)劑(ji),氫化(hua)(hua)二異丁(ding)(ding)基(ji)鋁(lv)或其與三(san)異丁(ding)(ding)基(ji)鋁(lv)的(de)混合(he)物(wu)作(zuo)為(wei)(wei)助催化(hua)(hua)劑(ji),氯代烷(wan)基(ji)鋁(lv)作(zuo)為(wei)(wei)氯源。3種組分的(de)結(jie)構和用量對聚(ju)合(he)物(wu)的(de)微觀(guan)結(jie)構沒(mei)有(you)明顯的(de)影響(xiang),通過(guo)調節(jie)催化(hua)(hua)劑(ji)的(de)組成可以靈活地控制聚(ju)合(he)物(wu)的(de)門(men)尼(ni)黏(nian)度。
(2)采用(yong)(yong)生(sheng)產鎳(nie)系(xi)順(shun)丁(ding)橡膠(jiao)用(yong)(yong)的(de)丁(ding)二烯和(he)溶劑(ji)標準進行生(sheng)產。以己烷或加氫(qing)抽(chou)余油等(deng)脂肪烴作為溶劑(ji),沸點低(di),利(li)于回收和(he)精制(zhi);毒性低(di),利(li)于環保(bao)。鎳(nie)系(xi)和(he)稀土系(xi)催化劑(ji)生(sheng)產順(shun)丁(ding)橡膠(jiao)用(yong)(yong)的(de)溶劑(ji)可以切換,互不影響(xiang),使在同(tong)一裝置(zhi)上生(sheng)產多(duo)種橡膠(jiao)產品成為可能,符(fu)合合成橡膠(jiao)工業裝置(zhi)多(duo)用(yong)(yong)途化的(de)發展趨勢。
(3)丁二烯(xi)單(dan)體不是鏈轉(zhuan)移劑(ji),其濃度的(de)變化不影響(xiang)聚合物的(de)結(jie)構和性能。轉(zhuan)化率可(ke)以達(da)到(dao)100%。丁二烯(xi)質量(liang)分數(shu)可(ke)達(da)到(dao)18% ~21% ,接近(jin)鎳系順丁橡膠(jiao)的(de)工藝水平。
(4)稀土催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)聚合雙(shuang)烯烴具有(you)“準活性(xing)反(fan)應(ying)”特征,聚合物相對分子(zi)質(zhi)量基本隨著單體轉化(hua)(hua)(hua)率的(de)(de)(de)升高(gao)而增大,便于聚合過程的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)和(he)工藝工程的(de)(de)(de)設計。助(zhu)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)烷(wan)基鋁是(shi)最主要的(de)(de)(de)鏈轉移劑(ji),調節烷(wan)基鋁的(de)(de)(de)用量可有(you)效地控(kong)制(zhi)聚合物的(de)(de)(de)相對分子(zi)質(zhi)量。聚合物鏈的(de)(de)(de)末端(duan)是(shi)具有(you)反(fan)應(ying)活性(xing)的(de)(de)(de)金(jin)屬碳(tan)鍵(如釹(nv)碳(tan)鍵、鋁碳(tan)鍵) ,可采(cai)用類似于鋰(li)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)合成橡(xiang)膠的(de)(de)(de)生產工藝進(jin)行末端(duan)極性(xing)化(hua)(hua)(hua)改性(xing)和(he)偶(ou)聯(硅偶(ou)聯和(he)錫偶(ou)聯)改性(xing),以進(jin)一步(bu)提高(gao)橡(xiang)膠性(xing)能。
(5)稀(xi)土催化劑(ji)中的(de)釹是(shi)穩定的(de)非氧化型三價(jia)態金屬元素,殘存(cun)于橡膠(jiao)中對(dui)產(chan)品性(xing)能無影響,因而可以降低產(chan)品灰分的(de)要求。該(gai)特(te)點(dian)為發(fa)展不(bu)需水洗的(de)干法凝聚技(ji)術提供了理論基礎。
(6)聚(ju)合(he)(he)溫(wen)(wen)度對聚(ju)合(he)(he)物結構(gou)及性能沒(mei)有明顯影響(xiang),最高(gao)反應溫(wen)(wen)度可(ke)以達到(dao)120 ℃,可(ke)采(cai)用絕熱(re)方式進行聚(ju)合(he)(he)。高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)的(de)稀(xi)土順丁橡膠溶液黏(nian)度與鎳系順丁橡膠的(de)相似,因此(ci)采(cai)用較高(gao)的(de)聚(ju)合(he)(he)溫(wen)(wen)度有助于降低膠液黏(nian)度,便(bian)于物料的(de)輸送(song)。
(7)用稀土(tu)催化劑(ji)進行(xing)的(de)聚合(he)平穩,易于操作(zuo),不堵(du)管(guan),不掛膠,連續聚合(he)周期長,這(zhe)與(yu)稀土(tu)順丁橡膠的(de)凝膠含量低和(he)自黏性高有關。
(8)通過(guo)調整配制方式及工藝條(tiao)件,稀土催化劑可(ke)(ke)形成(cheng)均(jun)相(xiang)及非均(jun)相(xiang)體系,藉此可(ke)(ke)以生產門(men)尼(ni)黏度(du)及相(xiang)對分(fen)(fen)子(zi)質量分(fen)(fen)布不(bu)同的系列產品。
(9)同一組(zu)成(cheng)的稀(xi)土催(cui)化(hua)劑在相似的工藝條件下不僅可以生產順丁(ding)橡膠,還可以生產高順式(shi)結構的異戊橡膠、丁(ding)二烯- 異戊二烯橡膠等,這是傳統的鋰、鈦、鈷、鎳等催(cui)化(hua)劑所(suo)不具(ju)備的稀(xi)土催(cui)化(hua)劑獨有的反(fan)應特征。
順丁(ding)橡(xiang)膠與天然橡(xiang)膠和(he)丁(ding)苯(ben)橡(xiang)膠相比,具(ju)有彈性(xing)(xing)(xing)(xing)高、耐(nai)磨性(xing)(xing)(xing)(xing)好、耐(nai)寒性(xing)(xing)(xing)(xing)好、生(sheng)熱低、耐(nai)曲撓性(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)動(dong)態性(xing)(xing)(xing)(xing)能好等特點(dian)。主要(yao)缺點(dian)是抗濕滑性(xing)(xing)(xing)(xing)差,撕裂強度和(he)拉伸強度低,冷流性(xing)(xing)(xing)(xing)大(da),加工性(xing)(xing)(xing)(xing)能稍差,必須和(he)其他膠種并用。
我國順丁橡(xiang)膠主要用于輪胎、制鞋、高(gao)抗沖聚苯乙烯以及ABS樹(shu)脂的(de)改性(xing)等方面(mian),其中輪胎制造業(ye)的(de)需求量(liang)(liang)約(yue)占(zhan)總需求量(liang)(liang)的(de)77%,制鞋業(ye)的(de)需求量(liang)(liang)約(yue)占(zhan)9%,高(gao)抗沖聚苯乙烯和ABS樹(shu)脂等塑料(liao)改性(xing)方面(mian)的(de)需求量(liang)(liang)約(yue)占(zhan)10%,膠管、膠帶等其它方面(mian)的(de)需求量(liang)(liang)約(yue)占(zhan)4%。