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橡胶配合加工技术讲座第3讲 聚丁二烯橡胶(BR)范汝良(青岛化工学院 266042) 聚丁二烯橡胶(BR)是以1,32丁二烯单体定向聚合所得的系列聚合物。
早在1932年,前苏联即已生产了丁钠橡胶,这是第一个工业化生产的BR品种。
由于Ziegler2Natta 催化体系的发现,促进了聚丁二烯合成技术的迅速发展,1956年美国Phillips石油公司率先采用铝2钛催化体系合成顺式聚丁二烯橡胶,并于1960年实现了工业化生产。
其后又采用钴系、锂系、镍系催化体系分别实现了工业化,60年代发展迅速,70年代以后处于相对稳定时期。
我国于1971年采用镍系催化剂实现了顺式21,42聚丁二烯橡胶(顺丁橡胶)的工业化生产,同时也开发了稀土顺丁橡胶并进行了中试生产。
目前,全世界共有20多个国家和地区生产BR,每年总生产能力约206万t,占SR生产能力的16%左右。
我国5家BR生产厂均采用镍2铝2硼催化体系, 1996年生产能力约为26万t。
1 种类和制备方法BR是以1,32丁二烯为单体,采用不同催化剂和聚合方法制造的通用型SR。
聚丁二烯结构可写成如下通式:(CH2CH CH CH2)m[CH2CH(CH CH2)]n根据聚合条件不同,聚合反应可发生在1,22碳原子上,也可发生在1,42碳原子上。
作者简介 范汝良,男,33岁。
硕士。
讲师。
曾主持和参加多项研究课题,数次获得技术成果奖。
已发表论文42篇。
1,22聚丁二烯主要包括两种异构体: CHCH2CHCH2CH2CHCHCH2CH2CHCHCH2CH2CHCHCH2全同立构1,22聚丁二烯CHCH2CHCH2CH2CHCHCH2CH2CHCHCH2CH2CHCHCH2间同立构1,22聚丁二烯1,42聚丁二烯有顺式及反式两种: CHCH2CHCH2143 n顺式21,42聚丁二烯 CHCH2C2H工流 n反式21,42聚丁二烯聚合物中以哪种结构为主以及各种类型的比例,主要取决于所用催化剂种类,其次与聚合温度、聚合方法、溶剂种类以及其它添加剂有关。
丁二烯的生产培训课件xx年xx月xx日•丁二烯生产概述•丁二烯生产工艺流程•丁二烯生产设备与操作•丁二烯生产质量控制目•丁二烯生产经济效益分析•丁二烯生产安全与环保法规录01丁二烯生产概述丁二烯是一种重要的有机化工原料，主要用于生产聚合物、树脂和橡胶等。
丁二烯也是一种重要的有机溶剂和化学中间体，在涂料、粘合剂、润滑油等领域得到广泛应用。
丁二烯的特性与用途1丁二烯的生产方法23将天然气或石油裂解气经过压缩、冷却和吸附等步骤，得到纯度较高的丁二烯。
裂解气相色谱法以乙烯为原料，通过复杂的化学反应过程，制得丁二烯。
乙烯法将丁烷进行氧化反应，然后进行分离和精制，得到丁二烯。
丁烷氧化法随着全球经济的不断发展和化学工业的不断升级，丁二烯的生产技术和规模也在不断进步。
未来，丁二烯的生产将更加注重环保、高效、节能等方面的要求，同时将不断开发新的应用领域和市场。
丁二烯生产的发展趋势02丁二烯生产工艺流程选择高质量的乙烯和丙烯原料，控制含水量和杂质含量，保证生产过程中的稳定性和转化率。
乙烯和丙烯原料选择适合的催化剂和助剂，保证反应速度和产物选择性。
催化剂和助剂对乙烯、丙烯和其他气体进行混合和配比，以获得最佳的反应效果。
气体混合和配比原料准备与处理通过控制反应温度，保证反应速度和产物选择性。
反应过程与控制反应温度控制通过控制反应压力，保证反应平衡和产物收率。
反应压力控制通过控制反应气体流速，避免反应过快或过慢，影响产物质量和收率。
反应气体流速控制03精制处理通过精制处理，将丁二烯液体中的杂质去除，得到高纯度的丁二烯产品。
产品分离与精制01气体分离将反应气体中的杂质气体分离出去，得到较为纯净的丁二烯气体。
02液体分离将丁二烯气体冷凝成液体，并分离出其他杂质，得到较为纯净的丁二烯液体。
03丁二烯生产设备与操作主要设备介绍与操作规程急冷塔设备介绍急冷塔的构造、功能和工作原理，以及操作规程和常见问题处理。
脱硫塔设备介绍脱硫塔的构造、功能和工作原理，以及操作规程和常见问题处理。
聚丁二烯橡胶概述聚丁二烯橡胶（Butadiene Rubber，BR）是以1，3-丁二烯为单体，通过乳液聚合和溶液聚合而制得的一种通用合成橡胶。
1956年，美国首先合成高顺式丁二烯橡胶，我国于1967年实现顺丁橡胶的工业化生产。
在合成橡胶中，聚丁二烯橡胶的产量和消耗量仅次于丁苯橡胶，居第二位。
BR按制备方法分类如下：1.聚丁二烯橡胶的结构、性能和应用（1）聚丁二烯橡胶的结构结构式如下：有顺式1，4-结构（97%），反式1，4-结构（1%）和1，2-结构（2%）。
工业常用的聚丁二烯弹性体是上述几种结构的无规共聚物。
聚丁二烯橡胶的玻璃化温度Tg 决定于分子中所含的乙烯基的量。
顺式：Tg＝-105℃，1，2结构的Tg＝-15℃，随1，2-结构含量的增大，分子链柔性下降，Tg升高。
聚丁二烯橡胶中顺、反1，4-结构，全同、间同1，2-结构都能结晶，结晶温度低，如顺式的结晶温度为3℃，结晶最快的温度为-40℃；结晶能力比NR差，自补强性比NR低很多。
顺式含量越高，补强性越好；结晶对应变的敏感性比NR 低，而对温度的敏感性较高。
所以BR需要用炭黑进行补强。
溶聚BR分子量分布窄，一般分布系数为2～4，支化和凝胶少，加工性能差。
乳聚BR分子量分布宽，支化和凝胶也较多，加工性能好。
（2）聚丁二烯橡胶的性能弹性好，耐寒性好，弹性和耐磨性在通用胶中是最好的（T＝-105℃）；滞后g损失小、动态生热低，在通用胶中是最好的，大部分用于轮胎行业。
耐磨性和耐屈挠性优异；拉伸强度和撕裂强度低；纯胶硫化胶的拉伸强度低，只有1～2 MPa，补强硫化胶的拉伸强度可达17～25 MPa。
抗湿滑性差、耐刺穿及黏着性差；BR 的冷流性大（生胶或未硫化胶在停放过程中因为自身重量而产生流动的现象）；BR的老化性能比NR好，主要以交联为主。
（3）聚丁二烯橡胶的应用①轮胎。
聚丁二烯橡胶的优点使其用作汽车轮胎十分适宜，主要表现在可提高胎面胶的耐磨性、耐沟裂性（花纹沟），以及提高胎侧胶的耐屈挠龟裂性（对变形较大的子午胎胎体及胎侧，耐屈挠龟裂性能尤为重要）。
顺丁橡胶理化性质与质量指标1.1 顺丁橡胶的基本概念顺式-1,4-聚丁二烯橡胶简称顺丁橡胶、顺丁胶，又称顺式聚丁二烯橡胶、聚丁二烯橡胶；英文名：polybutadiene rubber、Poly(butadiene)；简称：BR；分子式：(C4H6)n；分子量：54.0904；CAS号：9003-17-2；结构式：图1.1 顺丁橡胶分子结构式顺丁橡胶是顺式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，根据顺丁橡胶顺式结构的含量主要分为高顺丁橡胶(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。
1956年美国首先合成高顺式丁二烯橡胶，我国于1967年实现顺丁橡胶的工业化生产。
顺丁橡胶是目前仅次于丁苯橡胶的世界第二大通用合成橡胶。
顺丁橡胶由丁二烯聚合而成的结构规整的合成橡胶，有95%以上为顺式构型。
它具有弹性好、耐磨性强和耐低温性能好、生热低、滞后损失小、耐屈挠性、抗龟裂性及动态性能好等优点，但也有拉伸强度较低、撕裂强度差、抗湿滑性不好、加工性能差、生胶的冷流倾向大的缺点。
这些缺点可以通过和其他橡胶并用等办法来弥补。
它能与天然橡胶、氯丁橡胶、丁睛橡胶等并用，在轮胎、抗冲击改性剂、胶带、胶管以及胶鞋等橡胶制品的生产中具有广泛的应用。
1.2 顺丁橡胶的性能顺丁橡胶是1,3-丁二烯采用定向溶液聚合方法得到的高顺式1,4结构含量的聚丁二烯，称为聚丁二烯橡胶，是有规立构橡胶，简称BR，高分子量的顺丁橡胶分子量为(80～120)×104；中高分子量的顺丁橡胶分子量为(25～40)×104。
分子量分布较窄。
玻璃化温度Tg＝-110℃。
顺丁橡胶具有弹性高、低温性能好、耐磨性优异、耐曲挠性良好等特点。
顺丁橡胶的缺点是拉伸强度、撕裂强度较低，抗湿滑性差，冷流性大，加工性能稍差。
溶解度参数δ＝8.3～8.6。
