丁二烯有順式和反式兩種構型,,在聚合時由于條件不同可產生不同類型的聚合物。高順式聚丁二烯橡膠1960年在國外正式投入工業生產,我國于1967年工業生產。這種橡膠習慣上稱為順丁橡膠。它是一個大品種的合成橡膠,主要用于輪胎工業。由于順丁橡膠性能優越,成本較低,所以在橡膠生產中一直占有重要地位。
(1)聚丁二烯橡膠的分類聚丁二烯橡膠主要按制法分類:
溶聚---- 1.高順式聚丁二烯橡膠(順式96%-98%,鎳、鈷、稀土催化劑)
2.低順式聚丁二烯橡膠(順式35%-40%,鋰催化劑)
3.超高順式聚丁二烯橡膠(順式98%以上)
4.低乙烯基聚丁二烯橡膠(乙烯基8%,順式91%)
5.中乙烯基聚丁二烯橡膠(乙烯基35%-55%)
6.高乙烯基聚丁二烯橡膠(乙烯基70%以上)
7.低反式聚丁二烯橡膠(反式9%,順式90%)
8.反式聚丁二烯橡膠(反式95%以上,室溫為非橡膠態)
乳聚---- 乳聚聚丁二烯橡膠
本體聚合---- 丁鈉橡膠(已淘汰)
(2)順丁橡膠的結構順丁橡膠含順勢1,4-結構為96%~98%,反式1,4-結構1%~2%,1,2-結構1%~2%。順丁橡膠是結晶性橡膠,但結晶能力不強,所以自補強能力較小。另外,順丁橡膠的結晶對應變得敏感性低,這也是使順丁橡膠的自補強性比天然橡膠的低得多的原因之一。
(3)順丁橡膠的性能由于順丁橡膠的分子結構主要是順式1,4-結構,分子排列規整,所以其彈性比天然橡膠還好。順丁橡膠的玻璃化溫度Tg=-105℃,故它的低溫物理性能很好,耐寒溫度低于-55℃。彈性是通用橡膠中最好的一種。耐熱性與天然橡膠相同,都為120℃,但耐熱老化性能卻優于天然橡膠。拉伸強度比天然橡膠、丁苯橡膠都低,因此必須加入炭黑等補強劑。撕裂強度也比天然橡膠低,抗濕滑性能不好,用于輪胎胎面、鞋底時,在濕路上易打滑。順丁橡膠的耐磨性優異,滯后損失小,生熱低,這對制品在多次變形下的生熱和永久變形的降低都十分有利。
順丁橡膠在混煉前不需要塑煉。混煉膠的壓出性能良好,適于注壓成型,但粘著性差。順丁橡膠對加工溫度的變化較敏感,當開煉機輥溫在60℃以上時,膠料易脫輥,給加工帶來一定的困難。一般需要與天然橡膠或丁苯橡膠并用,以改善工藝加工性能。
順丁橡膠的冷流性較大,這對生膠的包裝、貯存和半成品的存放都提出了較高的要求。
(4) 順丁橡膠的用途主要用于制造輪胎,還可用于制造耐磨制品(如膠鞋、膠輥)、耐寒制品和防震制品,可作為塑料的改性劑。順丁橡膠可與多種橡膠并用。制造乘用汽車輪時,可與丁苯橡膠并用,并用量為35%~50%。制造載重汽車輪胎胎面時,常與天然橡膠并用,并用量為25%~50%。用于重型越野汽車輪胎胎面時,天然橡膠75份,順丁橡膠25份較好。用于膠布時,一般與丁苯橡膠并用,并用量為15%~30%。用于制造輪胎胎側時可與氯丁橡膠并用,以提高耐低溫性能。順丁橡膠也可與氯磺化聚乙烯并用。