苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元乳液共聚合反应研究

以去离子水为分散介质、歧化松香酸钾和脂肪酸钠为乳化剂、十二硫醇为链转移剂、磷酸钠为电解质、过硫酸钾为引发剂,在50℃下,通过乳液聚合的方法合成了苯乙烯、异戊二烯、丁二烯三元共聚物(ESIBR)。考察了聚合温度、引发剂、链转移剂、电解质用量对三元乳液共聚合速率的影响,通过红外光谱仪(FTIR)与核磁共振(1H-NMR)对三元共聚物的组成及微观结构进行了分析表征。结果表明,随着聚合温度的升高,聚合速率显著加快,反应诱导期缩短;随着引发剂用量的增加,聚合反应速率增大;在实验范围内,链转移剂与电解质用量对共聚反应速率无明显影响。单体质量配比为S/I/B=28/36/36时,转化率在70%以内,共聚物中结合苯乙烯含量随着转化率的提高而增加,结合苯乙烯质量分数由20%增至26%;结合异戊二烯量随转化率的提高而降低,结合异戊二烯质量分数由47%降至41%;而结合丁二烯量却无明显变化,其质量分数基本都在33%左右。

钼系1,2-聚丁二烯与顺丁橡胶、丁苯橡胶流变性能的比较

采用乌氏黏度计、凝胶渗透色谱仪和RH 2000型双筒毛细管流变仪分别测试了钼系1,2-聚丁二烯(PB)、顺丁橡胶(BR)、溶聚丁苯橡胶(SSBR)和乳聚丁苯橡胶(ESBR)胶料的分子参数和流变性能。结果表明,钼系1,2-PB的数均分子量和特性黏数高于BR、ESBR和SSBR,分子量分布较BR和ESBR宽,SSBR的凝胶含量最高;钼系1,2-PB的流变性能优于其他3种胶料,易于加工。

降低EDTA-4Na用量对丁苯橡胶性能影响的研究

针对丁苯橡胶SBR1502生产中聚合用水由脱氧水改为脱氧脱盐水后,需降低皂液中EDTA-4Na的用量,进行小瓶聚合反应试验,考察了降低EDTA-4Na用量对聚合反应和胶乳体系稳定性的影响。研究结果表明:在其他条件不变的情况下,降低EDTA-4Na标准用量的10%,可以提高聚合反应转化率,增强胶乳的机械稳定性,且凝胶含量少。应用于工业生产中,将有效降低EDTA-4Na的单耗,降低装置原料成本。

我国丁苯橡胶的供需现状及发展分析

分析了我国丁苯橡胶(SBR)的供需现状及发展前景。2023年,我国SBR的生产能力为1887 kt/a,表观消费量为1554 kt,预计2028年的生产能力和表观消费量将分别达到2200 kt/a和1700 kt。未来我国SBR产能将过剩,市场竞争更加激烈,今后要慎重新建或者扩建新产能,建议在完善现有生产技术的基础上,加快新产品和新技术的研究与开发,不断提高产品质量,降低生产成本,满足国内需求的同时积极开拓国外市场。

低温乳聚丁苯橡胶冷量利用技术应用及效益评价

为解决低温乳聚丁苯橡胶装置在夏季生产过程中公用工程脱盐水温度过高的难题,采用在原装置上增加4台换热器进行改进,通过冷量胶乳走管程、脱盐水走壳程的逆流传热方式,使聚合反应终止后的低温胶乳与脱盐水进行换热,达到降低脱盐水温度的目的,并评价了实施该技术方案的经济效益。结果表明,该冷量利用技术可以有效减少制冷压缩机的能耗、循环水用量和助剂消耗量,达到了平稳控制反应的目的。

提高转化率对乳聚丁苯橡胶性能的影响

以吉林石化公司有机合成厂的乳聚丁苯橡胶(SBR)生产配方为标准配方,研究了聚合反应时间对转化率的影响,分析了提高转化率对SBR的生胶门尼黏度、结合苯乙烯含量、凝胶含量、相对分子质量及其分布、胶乳黏度等基本性能的影响。结果表明,在标准配方条件下,延长聚合反应时间,转化率可以达到70%。转化率为70%时所得SBR与转化率为62%时所得SBR相比,前者的生胶凝胶含量和胶乳黏度均增大了1倍,数均相对分子质量、重均相对分子质量和Z均相对分子质量均高于后者,相对分子质量分布变宽,且前者的生胶结合苯乙烯含量能够达到产品标准,而生胶门尼黏度和在50 m in时的300%定伸应力偏高于产品优级品要求。

提高乳聚丁苯橡胶转化率的影响因素

以吉林石化公司生产的丁苯橡胶(1500)为研究对象,以12 h内聚合转化率达到(70±2)%、产品性能与转化率为(62±2)%者相当为目标,研究了引发剂、相对分子质量调节剂、电解质、单体配比与纯度及乳化剂等对丁苯橡胶聚合的影响,测定了不同转化率丁苯橡胶胶乳的机械稳定性及丁苯橡胶生胶和硫化胶的性能。结果表明,在不改变原材料品种和规格的前提下,于氧化剂用量110%(以标准配方所用质量为100%计,下同)、还原剂用量100%和助还原剂用量110%,硫醇初始量与补加量的质量比为100/20、补加时机在反应开始后2 h,电解质用量为110%~115%、初始时一次加入,丁二烯与苯乙烯的质量比为(72.0/28.0)^(72.5/27.5),乳化剂初始量与补加量的质量比为100/10、补加时机在反应开始后2 h的条件下,在12 h内可以使丁苯橡胶1500的聚合转化率提高到(70±2)%,并确保其产品性能全部达到国标优级品标准。

国产溶聚丁苯橡胶T2000 R的微观结构及基本性能

采用傅里叶变换红外光谱分析、凝胶渗透色谱-激光光散射-自动黏度在线检测仪、动态力学性能分析及差示扫描量热仪等手段对国产溶聚丁苯橡胶(SSBR-T2000 R)的微观结构及其基本性能进行了分析与表征,并与乳聚丁苯橡胶(ESBR-1502)作了对比。结果表明,与ESBR-1502相比,SSBR-T2000 R具有分子量分布窄、数均分子量较高、重均分子量明显低、支化度低的特点;其链结构中顺式-1,4-结构含量高、反式-1,4-结构、1,2-结构含量低;热稳定性高于ESBR-1502;玻璃化转变温度比ESBR-1502低,说明其具有优异的低温性能;高弹态动态模量较低,但其动态损耗因子和动态生热低于ESBR-1502;其硫化特性为焦烧时间较长,而正硫化时间较短;用密炼机加工胶料,SSBR-T2000 R的耐屈挠龟裂性优于ESBR-1502,且压缩生热较低。

丁苯橡胶乳液改性碳纳米管水泥砂浆机敏性能

探讨了丁苯橡胶乳液(SBR)及其掺量(0～20%,质量比)对碳纳米管(CNTs)-水泥砂浆导电性能和机敏性能的影响.采用扫描电子显微镜观察了SBR掺加前后CNTs-水泥砂浆的微观结构,进而探讨了SBR对CNTs-水泥砂浆导电性能和机敏性能的影响机理.结果表明:当SBR掺量为15%时,CNTs-水泥砂浆具有最强的导电性能和机敏性能.在CNTs-水泥砂浆中掺加SBR后,由于CNTs可以均匀分散在SBR中形成导电体系,而SBR能封闭水泥砂浆孔隙和形成三维网络结构,使得实际参与导电的CNTs数量增加,故CNTs-水泥砂浆导电性能、机敏性能随着SBR掺量的增加而增大.但当SBR掺量大于15%后,由于SBR本身具有成膜和引气作用,导致水泥砂浆孔隙率显著增加,且过多的SBR令SBR-CNTs复合体系中CNTs的相对浓度降低,最终使得实际参与导电的CNTs数量降低,因此CNTs-水泥砂浆的导电性能和机敏性能反而降低.

乳液插层法制备丁苯橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料

对蒙脱土(MMT)进行了有机化改性,采用乳液插层法制备了丁苯橡胶(SBR)有/机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料,用透射电子显微镜、X射线衍射法对OMMT及复合材料进行了表征,研究了复合材料的物理机械性能及动态力学性能。结果表明,MMT的层间距为1.47 nm,OMMT的层间距增大到2.94 nm;OMMT片层均匀分散在SBR基体中,具有良好的界面相容性;随着OMMT用量的增加,SBR/OMMT纳米复合材料的物理机械性能明显改善,且具有低填充量高增强效果的特点;SBR/OMMT纳米复合材料具有与SBR炭/黑N 330复合材料相当的抗湿滑性能,同时具有更小的滚动阻力。

原位乳液聚合制备聚苯乙烯丁二烯橡胶/凹凸棒石纳米复合材料

采用原位乳液聚合制备了聚苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)/凹凸棒石(AT)纳米复合材料。凹凸棒石的存在一定程度上降低了乳液聚合速率,但对最终聚合产物的分子质量及分子质量分布影响不大。凹凸棒石以长0.5～5μm、直径为20～50nm的棒状纤维均匀的分散在SBR基体中。在硫化过程中,凹凸棒石纤维与橡胶形成互穿网络结构,增加了橡胶的交联密度。随着凹凸棒石的填充量增加,纳米复合材料的300%定伸应力和拉伸强度与纯SBR相比均提高了20%～100%,其补强效果明显高于等量的炭黑N330,还表现出良好的耐磨性能。

国产溶聚丁苯橡胶T 2000 R的基本加工性能

通过开炼机、密炼机、橡胶加工分析仪、毛细管流变仪考察了国产溶聚丁苯橡胶（SSBR，牌号为T2000R）的基本加工性能，并与乳聚丁苯橡胶（ESBR，牌号为1502）进行了比较分析。结果表明，当开炼机辊筒温度控制在35—50℃，且前辊温度稍低于后辊温度，缩小辊距时，SSBR—T2000R包辊良好；为使SSBR—T2000R的密炼机混炼达到良好效果，密炼机温度开始应控制在60～80℃，且需采用增强剂或生胶分批加入的混炼工艺；与ESBR-1502相比，在较低温度（小于77℃）、低剪切频率（小于30s^-1）的条件下，如混炼、压延工艺，SSBR—T2000R混炼胶的剪切黏度和剪切模量较低，具有良好的加工性能；在挤出工艺中，SSBR—T2000R的剪切黏度较ESBR-1502稍高，应提高其加工温度，以100-130℃为宜。可使挤出物外观光滑。

乳聚丁苯橡胶功能化改性与应用进展

乳聚丁苯橡胶(ESBR)是目前应用最为广泛的合成橡胶之一。对其功能化改性方法(如主要有接枝、共聚和环氧化等)与应用进行了综述,其中,接枝不同的单体赋予其不同的性能,接枝法具有操作简便、成本低、产品多样化等优点;共聚改性既能显著改善橡胶的生胶强度、耐磨性及加工性能等,也可赋予其抗氧化性、耐低温等性能;环氧化改性可提高橡胶耐非极性溶剂和抗湿滑性能,降低生热等。总之,乳聚丁苯橡胶的功能化改性是拓展其应用领域和扩大市场的主要发展方向,是研发与生产者值得关注的领域。

用乳液聚合法制备聚苯胺/SBS导电复合材料

在15～20℃下,以十二烷基苯磺酸(DBSA)做乳化剂和掺杂剂,苯胺(浓度为0.2 mol/L)在溶有SBS 的有机溶剂中聚合24h,可制备聚苯胺(PAn)/SBS 导电复合材料。该复合材料可热成型或溶液成型,所得试样表现出不同的逾渗域值:前者的 PAn-DBSA 质量分数为20%,后者为15%;当 PAn-DBSA 质量分数相同时,后者的电性能优于前者。PAn-DBSA 质量分数低于30%时,复合材料呈典型的热塑性弹性体特征:扯断伸长率大于600%,永久变形小于50%。采用不同加工方式制备的试样通过二次掺杂处理可提高电导率约2个数量级。

乳液共沉法丁苯橡胶/有机蒙脱土纳米复合材料在轮胎胎面中的应用

用乳液共沉法在中试装置上制备了丁苯橡胶/有机蒙脱土(SBR/OMMT)乳液共沉胶,研究了纳米复合材料的微观结构、力学性能、磨耗性能、加工性能等,讨论了其替代SBR在半钢子午线轮胎胎面中的应用效果。透射电子显微镜观察表明制备的乳液共沉胶是一种插层型纳米复合材料,OMMT与橡胶基质结合得较好;乳液共沉胶的拉伸强度、撕裂强度、硬度、回弹性等与SBR 1502基本相当,扯断伸长率和压缩永久变形有所增大,耐磨耗性能大幅度提高;以乳液共沉胶替代SBR 1502及部分炭黑在半钢子午线轮胎胎面中的应用效果良好,胶料的力学性能、加工性能及成品胎性能均能满足工业生产要求。

低温乳聚丁苯橡胶反应器的稳态模拟

乳聚丁苯橡胶(ESBR)是最早实现工业化和产耗量最大的合成橡胶胶种,对ESBR反应器的模拟一直是一难题。今在组分浓度分配、分析数据计算以及模型算法方面对现有反应器模型进行了改进,建立了能用于现场模拟的聚合釜模型。通过抽象为数个串联聚合釜的方法建立了置换塔模型,并确定了串联数目。讨论了总固体含量(TSC)和门尼粘度(ML)的模拟值与分析值间的差距,分析了引发剂、调节剂用量对ESBR产品质量的影响。结果表明,该模型能较好地反映和预测反应器的操作情况。

炭黑在锡偶联型SSBR中的分散性

通过与ESBR做对比，对锡偶联型SSBR 的炭黑分散性作了研究。Payne效应、电阻率及透射电子显微镜3种方法均证明锡偶联型SSBR的炭黑分散性比ESBR 1502高，说明锡偶联结构有助于炭黑的高度分散，从而使胶料生热大幅降低。

补加乳化剂提高丁二烯/苯乙烯的聚合速率

以丁二烯/苯乙烯乳液聚合反应10h、转化率达到70%为研究目标,在分析了标准配方条件下提高转化率对反应时间影响的基础上,考察了补加乳化剂对反应后期聚合速率及胶乳黏度、粒径和机械稳定性的影响,与采用增加初始乳化剂法进行了对比,并探讨了补加乳化剂提高反应后期聚合速率的作用机理。结果表明,增加初始乳化剂用量可以显著提高聚合速率,但胶乳黏度明显增大,且机械稳定性降低;补加乳化剂有利于提高反应后期的聚合速率和胶乳的机械稳定性;乳化剂补加量越大,反应后期的聚合速率越快;当乳化剂补加量相同时,在反应时间为2～4h,补加时机越早,反应后期聚合速率越快;补加乳化剂的最佳工艺条件为:乳化剂初始量100%,补加量10%,补加时机为反应2h。

影响ABS树脂用EBR胶乳粒径的因素

考察了影响ABS树脂用乳液聚丁二烯橡胶(EBR)胶乳粒径的诸因素,包括初乳化剂用量、补加乳化剂用量、电解质用量、引发剂用量、初水配比及聚合温度等,得到了影响胶乳粒径各因素的线性关系。结果表明,影响EBR胶乳粒径的主要因素为初乳化剂、补加乳化剂及电解质用量,工业生产中应通过调节这些因素来实现不同EBR胶乳的生产。

乳化改性沥青的研制及其储存稳定性

以辽河AH-90沥青为基质沥青、Gemini季铵盐阳离子沥青乳化剂和非离子乳化剂复配、丁苯橡胶为改性剂、氯化铵为稳定剂,用先改性后乳化的工艺制备了乳化改性沥青,根据正交试验确定了乳化工艺条件,考察了基础乳化剂、辅助乳化剂、改性剂和稳定剂的用量对乳化改性沥青性能的影响,确定的最佳工艺条件为:改性剂用量(质量分数,下同)2%～5%,乳化剂0.3%,辅助乳化剂0.2%,稳定剂0.2%,制备出的乳化改性沥青达到质量要求。