橡胶品种速查手册：通用合成橡胶

第二章　通用合成橡胶

第一节　丁苯橡胶

一、简介

丁苯橡胶是以丁二烯与苯乙烯为单体，在乳液或溶液中用催化剂催化共聚的高分子弹性体。

自1930年出现高温乳液聚合丁苯橡胶以来，经过不断改进和革新，至1947年前后，出现了低温共聚丁苯橡胶，以后相继出现充油、充炭黑、充油充炭黑的丁苯母炼胶。这些属于一般用途的丁苯橡胶，后因工业技术的发展，又出现了一些特殊用途的品种，如耐油丁苯橡胶、羧基丁苯橡胶、液体丁苯橡胶等。20世纪60年代以来，又出现了溶聚丁苯橡胶。这些橡胶根据结合苯乙烯量的不同，性质又有差异。丁苯橡胶主要包括以下品种:高温共聚丁苯橡胶、低温共聚丁苯橡胶，充油丁苯母炼胶，充炭黑丁苯母炼胶、充油充炭黑丁苯母炼胶、溶聚丁苯橡胶、醇烯橡胶。

二、丁苯橡胶的基本性能

丁苯橡胶是不饱和非极性碳链橡胶，与天然橡胶同属一类。因此，它具有这类橡胶的共性，但也有其自身的特性。

1.力学性能

(1)具有较好的弹性。虽然丁苯橡胶的弹性低于天然橡胶，但在橡胶中仍属较好的。一般含50份HAF炭黑、传统硫黄硫化体系配方的丁苯－1500硫化胶的冲击弹性约为天然橡胶的55%。这是由分子的柔性决定的，可以根据玻璃化温度Tg进行判断，丁苯橡胶的Tg比天然橡胶的高15℃，这说明丁苯橡胶的分子柔性低于天然橡胶。因为丁苯橡胶分子链上的侧基是苯基及乙烯基，它们的摩尔体积大于分子链上有侧甲基的天然橡胶的摩尔体积。而且，同样的原因还使丁苯橡胶中的大分子链不易内旋转，内旋转位垒也因此而增高。

其次，丁苯橡胶的内聚能密度比天然橡胶稍高，丁苯－1500的为297.9～309.2MJ/m3，天然橡胶的为266.2～291.4MJ/m3。因此，丁苯橡胶大分子间的相互作用力就大，分子旋转运动受的约束力也大。

(2)丁苯橡胶是非自补强橡胶。丁苯橡胶不能结晶，其未补强的硫化胶的拉伸强度、撕裂强度以及生胶的拉伸强度均远低于天然橡胶，其数据见表2－1。溶聚丁苯橡胶的强度比乳聚丁苯橡胶稍低。

表2－1　丁苯橡胶与天然橡胶的强度对比

(3)丁苯橡胶的耐磨性能。丁苯橡胶的耐磨性能优于天然橡胶，而顺丁橡胶则在苛刻的路面条件下才显示出比丁苯橡胶好的耐磨性来。一般认为乳聚丁苯橡胶的耐磨性不如溶聚丁苯橡胶。

(4)丁苯橡胶的耐龟裂性能。丁苯橡胶的耐起始龟裂性能优于天然橡胶，但裂口的增长比天然橡胶快;溶聚丁苯橡胶耐花纹沟龟裂性能比乳聚丁苯橡胶好。

(5)丁苯橡胶的抗湿滑性。丁苯橡胶对湿路面的抓着力比顺丁橡胶大。溶聚丁苯橡胶的滚动阻力比乳聚丁苯橡胶的低，且对湿路面的抓着力大于低温乳聚丁苯橡胶。

(6)丁苯橡胶的电性能及耐溶剂性能。丁苯橡胶的耐溶剂性能及其电性能均与天然橡胶相近。这是因为它们都是非极性二烯类橡胶。

2.化学性质

丁苯橡胶和天然橡胶一样，均是不饱和非极性碳链橡胶，所以具有类似的化学反应性，即可以用硫黄硫化和不耐老化等。丁苯橡胶的反应性略低，这主要是因为丁苯橡胶分子链的侧基为弱吸电子基团，天然橡胶分子链的侧基是推电子基团，前者对于双键及双键的α－氢的反应性有钝化作用，后者有活化作用;其次，苯基体积较大，对于反应可能有位阻作用，丁苯橡胶中的双键浓度比天然橡胶的稍低。所以，丁苯橡胶的化学反应活性比天然橡胶的稍低，表现为硫化速率稍低、耐老化性比天然橡胶稍好，其使用上限温度大约可以比天然橡胶提高10～20℃。

三、丁苯橡胶的主要类别

1.高温乳聚丁苯橡胶(HSBR)

HSBR是丁苯橡胶中最老的品种，聚合温度为50℃，由于聚合过程中有比较高的转化率，聚合物胶乳粒子交联生成凝胶，支链较多，低相对分子质量共聚物的含量大，力学性能较差。自采用低温共聚后，共聚中减少了支化反应，降低了交联程度，因而使它的相对分子质量较高且相对分子质量的分布较窄，橡胶的质量大为提高，致使高温共聚逐步被淘汰，现在仅作为某些特殊用途的制品使用。其主要特点为:

(1)质量均匀且纯净，杂质混入少。

(2)比天然橡胶的热塑性低。

(3)纯胶硫化胶强度低，需加活性补强剂。

(4)硫化速率低，但硫化平坦性好，不易过硫化。

(5)耐老化、耐热、耐磨耗等性能比天然橡胶优良。

(6)反式－1，4结构含量多，结构不规整，比天然橡胶生热大。

(7)弹性不如天然橡胶好，滞后损失大，生热高。

(8)黏性和黏着性等比天然橡胶差。

HSBR配合胶的配方及性能分别见表2－2和表2－3。

表2－2　HSBR配合胶的配方

①CK－4为德国生产的高耐磨炉黑。

表2－3　HSBR配合胶的性能(硫化条件:138℃×90min)

①1hp·h=0.7457kW·h。

2.低温乳聚丁苯橡胶(CSBR)

低温乳聚丁苯橡胶为世界上产量最大的合成胶品种之一，广泛用于轮胎和其他橡胶制品。随着聚合方法的不断改进，丁苯橡胶的品种在不断增加，质量也在不断提高。这些品种各有不同的特点，其主要特点为:

(1)胶的质量均匀、纯净，杂质混入少。

(2)硫化速率低，平坦性好，硫化安全。

(3)耐老化、耐热性和耐磨性比天然橡胶优良。

(4)加工性、力学性能和成本综合平衡优。

(5)加工时生热高，收缩变形大，表面不光滑。

(6)可与天然橡胶、顺丁橡胶并用而改善其加工性和物理性能。

(7)弹性比天然橡胶低，滞后损失大，硫化胶生热高。

(8)黏性和自黏性差。

(9)为使配合剂分散好，需加操作油，一般多采用芳烃油类。

CSBR配合胶性能见表2－4。

表2－4　CSBR配合胶的性能

3.低温丁苯炭黑母炼胶

在丁苯橡胶胶乳凝聚前，加入一定量的炭黑，使其均匀分散到胶乳中，经沉淀凝聚而成炭黑母炼胶。这种母炼胶的特点是力学性能较稳定，工艺性能良好，因而缩短了混炼周期，便于应用。但它只适用于制黑色橡胶制品。其主要特点为:

(1)混炼时间缩短，且混炼时生热少，混炼效率高，能量消耗少。

(2)配合时称量简化，产量增加。

(3)炭黑分散均匀，配合剂易混入，且分散好。

(4)加工容易，胶料性能可得到改善。

(5)混炼环境大大改善。

(6)因混炼时间较短，胶料的门尼黏度稍高，可以使用迟延性促进剂以改善焦烧现象。

(7)硫化胶有好的力学性能，且耐磨耗性能提高。

低温丁苯炭黑母炼胶的性能见表2－5。

表2－5　低温丁苯炭黑母炼胶的门尼黏度与硫化胶性能

注　低温丁苯炭黑母炼胶(HAF55份)

4.充油低温丁苯橡胶

为了改善丁苯橡胶的加工性能并降低成本，在聚合过程中，会在胶乳中加入矿物油(如环烷油、芳香油)。胶乳凝聚时，则吸收大量矿物油而成充油丁苯母炼胶。与非充油丁苯橡胶相比，它有良好的工艺性能，胶料收缩性小，表面光滑，加工过程无焦烧现象，橡胶在多次变形时生热量比较少，因此相应延长了橡胶制品的使用寿命。其主要特点为:

(1)充油低温丁苯橡胶，由于充入了相当量的油，改善了其加工工艺性能，且保持了原聚合物的力学性能。

(2)硫化胶的生热小，滞后损失少，耐磨耗性好。

(3)有优越的牵引性能，抗滑性好。

(4)低温屈挠寿命长。

(5)由于充入了相当量的油，成本降低。

(6)黏性不好，且在使用中油会迁移或扩散，使黏着性下降。

(7)多与顺丁橡胶或天然橡胶并用。

充油低温丁苯橡胶的性能见表2－6。

表2－6　充油低温丁苯橡胶的性能

5.充油充炭黑丁苯母炼胶

充油充炭黑丁苯母炼胶是在乳液聚合时，加入油和炭黑于胶乳中，经凝聚制得的丁苯橡胶。其特点是可缩短25%～30%的混炼时间，且炼胶温度低、焦烧危险性小，便于连续混炼;改善了劳动条件，简化了工艺操作;炭黑分散均匀，补强性能好;压延、压出性能好;硫化胶的强度、耐热老化、耐磨、耐疲劳性能等均有所提高且生热小。其主要特点为:

(1)不需塑炼，可直接进行混炼。

(2)混炼时间缩短，效率提高。

(3)胶料生热少，能耗低。

(4)配合剂易混入，且分散好，进而可以更好地改善性能。

(5)加工工艺得到改善。

(6)混炼环境大大改善，并可减少炼胶设备的投入，因而厂房面积可相应减少，节约了投资。

充油充炭黑丁苯母炼胶的配方及性能分别见表2－7和表2－8。

表2－7　充油充炭黑丁苯母炼胶的配方

续表

①SBR1808为100份胶充高芳烃油50份，充N330炭黑75份;
②促进剂OBTS为N－氧联二亚乙基－乙－苯并噻唑基次磺酰胺;
③防老剂AgeRiteResinD为聚三甲基三氢化喹啉;
④防老剂Santoflex36为N－异丙基－N'－苯基对苯二胺。

表2－8　充油充炭黑丁苯母炼胶的性能

6.高苯乙烯橡胶/丁苯橡胶并用胶

高苯乙烯树脂和高苯乙烯橡胶一般有以下特点。

(1)对橡胶具有一定的补强作用。

(2)相对密度小，可提高橡胶胶料的硬度。

(3)具有热塑性。

(4)耐老化性、耐磨耗性和电绝缘性能好。

(5)可配制白色或浅色制品。

(6)用量增加时，硫化胶的定伸应力、拉伸强度和撕裂强度提高，硬度增大，磨耗性能改善，但压缩变形和屈挠龟裂性能下降。

高苯乙烯橡胶与丁苯橡胶的并用配方及其性能分别见表2－9和表2－10。

表2－9　高苯乙烯橡胶与丁苯橡胶并用配方(质量份)

表2－10　高苯乙烯橡胶与丁苯橡胶并用的性能

7.溶聚丁苯橡胶

溶聚丁苯橡胶是采用烷基锂作催化剂的溶液聚合物。根据聚合条件和催化剂的不同，聚合物可分为无规型、部分嵌段型和对称嵌段型3种。其中无规型具有一般丁苯橡胶的特点，可用于生产轮胎及其他橡胶工业制品;嵌段型共聚物具有一定的热塑性，多用于注模和压出制品。其主要特点为:

(1)混炼胶收缩小，表面光滑。

(2)硫化起步较乳聚丁苯橡胶快，硫化平坦性好。

(3)屈挠龟裂和裂口增长性能好。

(4)低温性能良好。

(5)与天然橡胶、乳聚丁苯橡胶并用性能优良。

(6)由于高分子化学分子设计技术的发展，一些新品种的性能有了新的突破，具有抗滑性、滚动阻力和耐磨性三者较佳的平衡。

溶聚丁苯橡胶的性能见表2－11。

表2－11　溶聚丁苯橡胶的性能

8.高反式丁苯橡胶

高反式丁苯橡胶是用钡—镁—铝络合催化剂溶液聚合丁二烯和苯乙烯而得的。所得共聚物中的丁二烯单元的微观结构为:反式－1，4含量达88%～90%，1，2－结构含量为2%～3%。含苯乙烯15%和反式－1，4－丁二烯85%的共聚物，经证明苯乙烯为不完全无规分布，因而其玻璃化温度Tg为－83.5℃，结晶速率约为天然橡胶的10倍，代号为HTSBR。高反式丁苯橡胶被认为是有发展前景的橡胶。其特点如下:

(1)与天然橡胶相比，高反式丁苯橡胶的结晶速率是极高的，其结晶作用是温度敏感的，而应变诱导结晶与天然橡胶相比则较小。

(2)未硫化胶的强度低，但粘接强度高。

(3)优异的氧化稳定性。

(4)低的滞后性。

(5)与天然橡胶并用有好的疲劳寿命。

由于高反式丁苯橡胶具有上述优点，对于子午线轮胎胎侧结构较为适用，滞后性低也对胎面胶有益。高反式丁苯橡胶、高反式丁苯橡胶/天然橡胶并用未硫化胶与硫化胶的性能见表2－12。

表2－12　丁苯与天然并用胶性能比较

9.液体丁苯橡胶

(1)具有液体橡胶的一般特性。

(2)由于含有苯乙烯，综合的物理性能好。

液体丁苯橡胶的性能见表2－13。

表2－13　液体丁苯橡胶的性能

液体丁苯橡胶主要用于生产层压制品、注射成型制品、清漆、密封材料等，或用于生产胶黏剂，也常用作丁苯橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶的增塑剂。

10.醇烯橡胶

为溶聚丁苯橡胶的—个新品种，是用醇烯作催化剂，以不同比例的丁二烯与苯乙烯或丁二烯与异戊二烯共聚的产物。它的性能与乳聚丁苯橡胶相近似，而某些性能比乳聚丁苯橡胶优越，如生胶强度大，加工性能良好，相对分子质量分布均匀。它可用于制造轮胎和其他制品。

四、丁苯橡胶的品种与性能

1.乳液聚合丁苯橡胶(简称乳聚丁苯橡胶)

(1)国内的品种与性能。

①中国石化齐鲁股份有限公司橡胶厂。该厂生产的乳聚丁苯橡胶有两大类，即非充油型与充油型二者的性能与用途，见表2－14和表2－15。

表2－14　齐鲁牌非充油型低温乳聚丁苯橡胶的性能与用途

表2－15　齐鲁牌充油型低温乳聚丁苯橡胶的性能与用途

②充油量指相对于100份乳聚丁苯橡胶而言充油的质量份，下同。
③吉林化学工业股份有限公司有机合成厂的双力牌乳聚丁苯橡胶。其性能与用途见表2－16。

表2－16　双力牌乳聚丁苯橡胶的性能与用途

续表

注　1712填充37.5份(每100份乳聚丁苯橡胶)的高芳烃油。

④申华化学工业有限公司的TAIPOL牌乳聚丁苯橡胶。其性能与用途见表2－17。

表2－17　TAIPOL牌乳聚丁苯橡胶的性能与用途

⑤台湾合成橡胶公司的Taipol乳聚丁苯橡胶。其性能与用途见表2－18。

表2－18　Taipol乳聚丁苯橡胶的性能与用途

(2)国外品种与性能。
①美国AmeripolSynpol公司的Ameripol乳聚丁苯橡胶。

Ameripol非充油低温乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－19。

表2－19　Ameripol非充油低温乳聚丁苯橡胶的性能与用途

续表

Ameripol充油低温乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－20。

表2－20　Ameripol充油低温乳聚丁苯橡胶的性能与用途

续表

Ameripol充油充炭黑低温乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－21。

表2－21　Ameripol充油充炭黑低温乳聚丁苯橡胶的性能与用途

续表

Ameripol高苯乙烯低温乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－22。

表2－22　Ameripol高苯乙烯低温乳聚丁苯橡胶的性能与用途

续表

Ameripol高温乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－23。

表2－23　Ameripol高温乳聚丁苯橡胶的性能与用途

续表

②美国固特异轮胎和橡胶公司的Plioflex乳聚丁苯橡胶。

Plioflex非充油低温乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－24。

表2－24　Plioflex非充油低温乳聚丁苯橡胶的性能与用途

Plioflex高苯乙烯低温乳聚丁苯橡胶的性能见表2－25。

表2－25　Plioflex高苯乙烯低温乳聚丁苯橡胶的性能

Pliogum高温乳聚丁苯橡胶的性能见表2－26，主要用于生产口香糖，其灰分含量≤1.0%。

表2－26　Pliogum高温乳聚丁苯橡胶的性能

③美国DSM共聚物公司的COPO乳聚丁苯橡胶。

COPO非充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－27。

表2－27　COPO非充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途

续表

COPO充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－28。

表2－28　COPO充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途

COPO充炭黑乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－29。

表2－29　COPO充炭黑乳聚丁苯橡胶的性能与用途

续表

④德国拜耳公司的Krylene和Krynol乳聚丁苯橡胶。

Krylene非充油乳聚丁苯橡胶的性能见表2－30，其挥发分＜0.5%，灰分＜0.1%，皂含量＜0.1%。

表2－30　Ｈrylene非充油乳聚丁苯橡胶的性能

Krynol充油乳聚丁苯橡胶的性能见表2－31，其密度为0.98g/ cm3，有机酸的含量为4.4%～5.6%，皂含量＜0，1%，挥发分＜0.5%，灰分＜0.7%。

表2－31　Ｈrynol充油乳聚丁苯橡胶的性能

⑤陶氏/BSLOlefnverund公司的BunaSB乳聚丁苯橡胶。

BunaSB非充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－32。

表2－32　BunaSB非充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途

BunaSB充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－33，其中填充37.5份芳烃油(每100份乳聚丁苯橡胶)。

表2－33　BunaSB充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途

BunaSB充炭黑乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－34。

表2－34　BunaSB充炭黑乳聚丁苯橡胶的性能与用途

BunaSB充油充炭黑乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－35。

表2－35　BunaSB充油充炭黑乳聚丁苯橡胶的性能与用途

BunaSB高温乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－36。

表2－36　BunaSB高温乳聚丁苯橡胶的性能与用途

⑥日本合成橡胶公司的JSR乳聚丁苯橡胶。

JSR非充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－37。

表2－37　JSR非充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途

JSR充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－38，其充油量为37.5份(每100份乳聚丁苯橡胶)。

表2－38　JSR充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途

续表

JSR高苯乙烯乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－39。

表2－39　JSR高苯乙烯乳聚丁苯橡胶的性能与用途

JSR充炭黑乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－40，其填充50份N330炭黑(每100份乳聚丁苯橡胶)。

表2－40　JSR充炭黑乳聚丁苯橡胶的性能与用途

JSR充油充炭黑乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－41。

表2－41　JSR充油充炭黑乳聚丁苯橡胶的性能与用途

⑦日本瑞翁公司的Nipol乳聚丁苯橡胶。

Nipol非充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－42。

表2－42　Nipol非充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途

Nipol充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－43，其乳化剂为松香皂/脂肪酸皂，凝聚剂为盐/酸。

表2－43　Nipol充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途

Nipol高温乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－44，其密度均为0.94g/cm3。

表2－44　Nipol高温乳聚丁苯橡胶的性能与用途

Nipol高苯乙烯乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－45。

表2－45　Nipol高苯乙烯乳聚丁苯橡胶的性能与用途

⑧日本住友化学公司的SumitomoSBR乳聚丁苯橡胶。其性能与用途见表2－46，其中1712填充了37.5份的高芳烃油(每100份乳聚丁苯橡胶)。

表2－46　SumitomoSBR乳聚丁苯橡胶的性能与用途

⑨韩国锦湖石油化学公司的Kosyn乳聚丁苯橡胶。

Kosyn乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－47。

表2－47　Ｈosyn乳聚丁苯橡胶的性能与用途

续表

Kosyn高苯乙烯乳聚丁苯橡胶的性能见表2－48，它以SBR1502为基础橡胶。

表2－48　Ｈosyn高苯乙烯乳聚丁苯橡胶的性能

韩国现代石油化学公司的Seetec乳聚丁苯橡胶。其性能见表2－49，其中挥发分为0.2%，灰分为0.3%。

表2－49　Seetec乳聚丁苯橡胶的性能

??大利PolimeriEuropeS.r.l公司的EuropreneSirel乳聚丁苯橡胶。

EuropreneSirel非充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－50。

表2－50　EuropreneSirel非充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途

EuropreneSirel充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－51。

表2－51　EuropreneSirel充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途

续表

EuropreneSirel充油充炭黑乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－52。

表2－52　EuropreneSirel充油充炭黑乳聚丁苯橡胶的性能与用途

?波兰FirmaChemicznaDworyS.A.公司的KER乳聚丁苯橡胶。

KER非充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－53。

表2－53　ＨER非充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途

KER充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－54。

表2－54　ＨER充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途

KER高苯乙烯乳聚丁苯橡胶的性能见表2－55，它以SBR1502为基础橡胶。

表2－55　ＨER高苯乙烯乳聚丁苯橡胶的性能

巴西Petroflex/Coperbo公司的Petroflex乳聚丁苯橡胶。

Petroflex非充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－56。

表2－56　Petroflex非充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途

Petroflex充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－57。

表2－57　Petroflex充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途

续表

?南非DowKarbochem公司的Afpol乳聚丁苯橡胶。

Afpol非充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－58，其苯乙烯的含量为23.5%，凝聚剂为盐/酸。

表2－58　Afpol非充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途

Afpol充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途见表2－59。

表2－59　Afpol充油乳聚丁苯橡胶的性能与用途

Afpol高苯乙烯乳聚丁苯橡胶的性能见表2－60。

表2－60　Afpol高苯乙烯乳聚丁苯橡胶的性能

俄罗斯Voronezh合成橡胶公司的SKS－30乳聚丁苯橡胶。其性能与用途见表2－61。

表2－61　SＨS－30乳聚丁苯橡胶的性能与用途

续表

①抗氧剂VS－1。
②抗氧剂VS－30A。

印度合成化学品公司的Synaprene乳聚丁苯橡胶性能与用途见表2－62，其中1712和1752填充了37.5份高芳烃油。

表2－62　Synaprene乳聚丁苯橡胶的性能与用途

2.溶液聚合丁苯橡胶(简称溶聚丁苯橡胶)

(1)国内的品种与性能。

①燕山石化股份有限公司的燕山牌溶聚丁苯橡胶。其性能见表2－63。

表2－63　燕山牌溶聚丁苯橡胶的性能

②茂名石化乙烯公司的南海牌溶聚丁苯橡胶。其性能与用途见表2－64。

表2－64　南海牌溶聚丁苯橡胶的性能与用途

①为SiCl4偶联的嵌段共聚物，其他为SnCl4偶联的无规共聚物。
②除F410牌号外，苯乙烯的含量均为25%。

(2)国外的品种与性能。

①美国固特异轮胎和橡胶公司的Solflex溶聚丁苯橡胶。其性能与用途见表2－65。

表2－65　Soflex溶聚丁苯橡胶的性能与用途

①充油量为20份。
②充油量为37.5份。

②美国费尔斯通合成橡胶与胶乳公司(FirestoneSyntheticRubber LatexCo.)的Duradene和Stereon溶聚丁苯橡胶。其性能与用途分别见表2－66和表2－67。

表2－66　Duradene溶聚丁苯橡胶的性能

续表

表2－67　Stereon嵌段溶聚丁苯橡胶的性能与用途

③美国陶氏化学公司(DowChemicalCo.)的溶聚丁苯橡胶。其性能与用途见表2－68。

表2－68　美国陶氏化学公司溶聚丁苯橡胶的性能与用途

续表

①充油37.5份。
②充油50份。

④日本旭化成公司(AsahiＨaseiCo.)的Tufene与Asaprenc溶聚丁苯橡胶。其性能与用途见表2－69。

表2－69　Tufdene和Asaprene溶聚丁苯橡胶的性能与用途

续表

①ML1
50+0℃4。
②溶液黏度(5%甲苯溶液中，25℃)，单位为Pa·s。

⑤日本合成橡胶公司(JpanSyntheticRubberCo.)的JSR溶聚丁苯橡胶。其性能见表2－70。

表2－70　JSR溶聚丁苯橡胶的性能

⑥日本瑞翁公司(NipponZeonCo.，Ltd.)的Nipol溶聚丁苯橡胶。其性能见表2－71。

表2－71　Nipol溶聚丁苯橡胶的性能

⑦法国拜耳弹性体公司(BayerElastomers)的Buna溶聚丁苯橡胶。其性能见表2－72。

表2－72　Buna溶聚丁苯橡胶的性能

续表

⑧巴西PetroflexIndustriaEComercioS.A.公司的Coperflex溶聚丁苯橡胶。其性能见表2－73，其中4518A和4525A填充了37.5份高芳烃油。

表2－73　Coperflex溶聚丁苯橡胶的性能

续表

⑨西班牙RepsolQuimicaS.A.公司的Calprene溶聚丁苯橡胶。其性能见表2－74。

表2－74　Calprene溶聚丁苯橡胶的性能

?利PoliruerEuropeS.R.I公司的EuropreneSol溶聚丁苯橡胶。其性能见表2－75。

表2－75　EuropreneSol溶聚丁苯橡胶的性能

韩国锦湖石化公司的Kosyn溶聚丁苯橡胶。其性能见表2－76。

表2－76　Ｈosyn溶聚丁苯橡胶的性能

?南非ＨarbochemDiv.ofSentrachem公司的Afsol溶聚丁苯橡胶。其性能见表2－77，除705外，其余均在100份乳聚丁苯橡胶中填充了37.5份高芳烃油。

表2－77　Afsol溶聚丁苯橡胶的性能

俄罗斯沃龙涅什合成橡胶厂(Voronezhsyntezkachuk)的溶聚丁苯橡胶。其性能见表2－78。

表2－78　俄罗斯沃龙涅什合成橡胶厂的溶聚丁苯橡胶的性能

五、丁苯橡胶的应用

丁苯橡胶是一种消耗量最大的通用合成橡胶，其应用广泛，在除要求耐油、耐热、耐特种介质等特殊性能外的一般场合均可使用。

丁苯橡胶主要应用于轮胎工业。在轮胎工业中，丁苯橡胶在轿车胎、小型拖拉机胎及摩托车胎中应用的比例较大，而在载重胎及子午线轮胎中的应用比例则较小。

丁苯橡胶在无特殊要求的胶带、胶管中及一些工业制品中也获得了广泛的应用。例如，用于运输带的覆盖胶、输水胶管、胶鞋大底、胶辊、防水橡胶制品、胶布制品等。

第二节　丁基橡胶

一、简介

丁基橡胶和乙丙橡胶一样，属于非极性饱和碳链橡胶，具有这类橡胶的共性，即具有优异的化学稳定性和高绝缘性，又因其本身的结构特征，因此具有了某些不同于乙丙橡胶的特性。

丁基橡胶具有优良的化学稳定性、耐水性及绝缘性，这些性能与乙丙橡胶相比均要稍逊一点，但与不饱和橡胶比则要好得多。它和乙丙橡胶一样也耐极性油，低温性能也很好。

丁基橡胶的结晶性对低温不敏感，低温下不易结晶，高拉伸下才出现结晶，伸长率低于150%也未见结晶;若低于－40℃以下，再加上拉伸的条件，结晶则较快，未补强丁基橡胶的拉伸强度可达14～21MPa，但为了进一步提高它的耐磨、抗撕裂等力学性能，往往还需要补强。

二、丁基橡胶的基本性能

1.通用丁基橡胶

(1)物理性能。

①外观:黄白色黏弹性固体，有冷流性。

②密度:0.92g/cm3。

③门尼黏度:45±5、65±5、75±5。

④灰分:0.3%～0.5%。

⑤挥发分:0.1%～0.3%。

⑥稳定剂含量:0.1%～0.25%。

丁基硫化胶的胶料组分及其力学性能分别见表2－79和表2－80。

表2－79　丁基硫化胶的胶料组分(质量份)

①此胶料组分适用于不饱和度为0.6%～1.0%、1.2%～1.5%、1.6%～2.2%、2.5%～3.0%的各种丁基橡胶。

表2－80　丁基硫化胶的力学性能

续表

(2)弹性和阻尼性。在通用胶中，丁基橡胶的弹性是最低的，室温下它的冲击弹性仅为8%～11%;在0℃以上丁基橡胶的冲击弹性低于其他橡胶。

丁基橡胶具有较好的阻尼性，即吸收振动性。在宽的温度范围和非常宽的频率范围内可以保持tanδ≥0.5。例如在25℃下，保持tanδ≥0.5的丁基橡胶的频率范围可以跨越六个数量级。

(3)气密性。在通用橡胶中，丁基橡胶有最好的气密性(表2－81)，即有很小的气体渗透率。如果按整个聚合物排列，丁基橡胶的气密性是中等的。

表2－81　丁基橡胶内胎与天然橡胶内胎对空气的气密性对比

2.卤化丁基橡胶

(1)溴化丁基橡胶。溴化丁基橡胶按不饱和度与门尼黏度的高低不同，可分为表2－82所示的4个品种。

表2－82　溴化丁基橡胶的品种

①此4个品种相当于国外的溴化丁基橡胶MD－501、MD－502、MD－503、MD－504。

溴化丁基橡胶由于导入了极性较强的溴原子，不仅能提高橡胶的硫化速率，而且也解决了黏着性差的问题。因此，使用溴化丁基橡胶作中间层能使丁基橡胶与其他橡胶、金属、纤维之间有效地黏着，强度可达到40N/cm，最高可达100N/cm以上。

(2)氯化丁基橡胶。氯化丁基橡胶由于所用丁基橡胶不同，按其门尼黏度可分为以下4个品种(表2－83)。

表2－83　氯化丁基橡胶品种

①此4个品种相当于国外的EnjayButylHT－10－65、HT－10－66、HT－10－67、HT－10－68。

氯化丁基橡胶除具有丁基橡胶具有的非常好的耐老化性、电绝缘性、耐臭氧性、耐磨性、耐酸碱性、耐压缩永久变形性、耐屈挠性和不透气性等特性外，还解决了丁基橡胶存在的硫化速率低和黏着性差的缺点，能与天然橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶等进行共硫化，且更进一步地改善了丁基橡胶的耐热性和耐候性。因此，氯化丁基橡胶的应用已超过了丁基橡胶。

干胶混炼法制得的氯化丁基橡胶采用活性炭作为氯载体。但由于因活性炭具有污染性，因此其只能用作深色橡胶制品。

氯化丁基橡胶与少量其他橡胶并用，可以改善其性能。例如，与天然橡胶、丁苯橡胶并用可提高黏着性;与氯丁橡胶并用可提高耐燃性;与氯磺化聚乙烯橡胶并用可提高定伸强度及硬度，减少压缩永久变形;与丁腈橡胶并用可改善耐油性能;与再生胶并用可降低成本，同时强力和伸长率能获得改善。

三、丁基橡胶的品种与性能

1.国内的品种与性能

燕山石化公司的丁基橡胶，其性能见表2－84，挥发分≤0.3%，灰分≤0.3%。

表2－84　燕山石化公司丁基橡胶的性能

①不饱和度为1.7(摩尔分数)%。

2.国外的品种与性能

(1)美国埃克森美孚化学公司(ExxonMobileChemicals)的丁基橡胶。其性能见表2－85～表2－87。

表2－85　ExxonButyl和ExxonSBButyl丁基橡胶的性能

续表

①异丁烯与异戊二烯共聚物，含苯乙烯嵌段共聚物支化剂，密度为0.92g/cm3。

表2－86　ExxonBromobutyl和ExxonSBBromobutyl溴化丁基橡胶的性能

①异丁烯与异戊二烯溴化共聚物，含苯乙烯嵌段共聚物支化剂。

表2－87　ExxonChlorobutyl和ExxonSBChlorobutyl氯化丁基橡胶的性能

①异丁烯与异戊二烯氯化共聚物，含苯乙烯嵌段共聚物支化剂。

(2)加拿大拜耳橡胶公司(BayerRubberInc.)的丁基橡胶。

PolysarButyl丁基橡胶的性能见表2－88，其主要用于塑料密封剂、胶黏剂、涂料、密封带、电气塞。

表2－88　PolysarButyl丁基橡胶的性能

PolysarBromobutyl和PolysarChlorobutyl丁基橡胶的性能见表2－89，其主要用于轮胎内胎、工业制品、药用瓶塞。

表2－89　PolysarBromobutyl和PolysarChlorobutyl丁基橡胶的性能

(3)比利时拜耳橡胶公司(BayerRubbeBelgiumN.V.)生产的普通丁基橡胶、溴化丁基橡胶、氯化丁基橡胶产品的商品名称分别为Butyl、Bromobutyl和Chlorobutyl。它们的性能与用途见表2－90和表2－91。

表2－90　Butyl丁基橡胶的性能与用途

续表

表2－91　Bromobutyl和Chlorobutyl丁基橡胶的性能与用途

(4)日本丁基橡胶公司(JapanButylCompany，Ltd.)生产的普通丁基橡胶、溴化丁基橡胶、氯化丁基橡胶产品的商品名称分别为Butyl、Chlorobutyl和Bromobutyl。它们的性能与用途见表2－92和表2－93。

表2－92　Butyl丁基橡胶的性能

表2－93　Chlorobutyl、Bromobutyl丁基橡胶的性能

(5)日本合成橡胶公司(JapanSyntheticRubberCo.)的JSR丁基、溴化丁基和氯化丁基橡胶。

JSR丁基橡胶的性能见表2－94，其主要用于电线、电缆、电气部件、汽车软管、内胎、耐热传送带以及各种黑色或浅色工业制品。

表2－94　JSR丁基橡胶的性能

(www.xing528.com)

①ML125℃1+8。

JSR溴化丁基、氯化丁基橡胶的性能见表2－95，其主要用于轮胎内胎和各种工业制品。

表2－95　JSR溴化丁基、氯化丁基橡胶的性能

(6)俄罗斯Togliatti合成橡胶公司(Togliattisyntezkauchuk)的丁基橡胶。其性能见表2－96。

表2－96　Togliatti合成橡胶公司的丁基橡胶的性能

四、丁基橡胶的应用

丁基橡胶和卤化丁基橡胶主要用于轮胎业，特别适用于作内胎、胶囊、气密层、胎侧以及胶管、防水建材、防腐蚀制品、电气制品、耐热传送带等。

制作上述制品时，要根据不饱和度来选择丁基橡胶的牌号。由下图可知，一般电气制品选不饱和度偏低的丁基橡胶，其电绝缘性能好。耐热制品选不饱和度偏高的丁基橡胶，这与常规的观念相反，主要是由于丁基橡胶热老化变软，交联密度下降;而不饱和度偏高的胶起始交联度大，老化后剩下的交联度比低不饱和度的高，再则，不饱和度偏高的丁基橡胶在老化中硬度下降幅度小，所以性能仍较好。

不同不饱和度丁基橡胶的应用范围

第三节　氯丁橡胶

一、简介

氯丁橡胶又称氯丁二烯橡胶，是一种合成橡胶，是氯丁二烯的α－聚合体。其密度为1.23g/cm3，玻璃化温度为－40～－50℃，在230～260℃分解，溶于苯和三氯甲烷(氯仿)等，在矿物油和植物油中则稍溶胀而不溶解。其在光的作用下，氯丁橡胶易转变为不溶于苯而具有空间体型结构的μ－聚合体，从而具有耐油、耐燃、耐热、耐臭氧、耐酸碱等性能和高的拉伸强度及气密性，但贮存稳定性差(在常温下约1 年)。氯丁橡胶通常用氧化锌、氧化镁等金属氧化物作硫化剂。它可用于制造运输带、胶管、印刷胶辊、电缆和飞机油箱等橡胶制品，也可用于制造涂料和胶黏剂等。

二、氯丁橡胶的基本性能

氯丁橡胶属于不饱和碳链橡胶，大分子链上每4个碳原子便具有一个双键，但实际上它不具备一般不饱和聚合物的特点，介于饱和与不饱和聚合物之间。由于氯丁橡胶具有极性且有较高的结晶度，又使得其具有良好的力学性能和极性橡胶的一些特点。

氯丁橡胶中的反式－1，4－结构约占80%以上，平均相对分子质量一般在10万左右(黏度法)，密度为1.23g/cm3。

氯丁橡胶由于分子结构较规整，同时分子链上又带有极性氯原子，因而增加了分子间的作用力，在外力作用下，分子间不易滑脱。此外，其平均分子量较高，相对分子质量的分布也较均匀，所以氯丁橡胶的拉伸强度较高，不加补强剂的硫化胶，其拉伸强度即可达21～28MPa，比丁苯橡胶和顺丁橡胶均优。

由于氯丁橡胶分子链上有氯原子，因而使双键和氯原子间由于共轭效应的存在而变得不活泼，所以氯丁橡胶具有良好的稳定性，其制品具有优良的耐老化性能以及耐热、耐光、耐臭氧性能。特别是其耐臭氧性能仅次于丁基橡胶和乙丙橡胶。在90～110℃下，可使用4个月。

由于氯丁橡胶分子中有氯原子存在，所以增加了橡胶分子的极性。根据相似相溶的原理，氯丁橡胶制品很难被非极性的碳氢化合物(即油类)溶解，因此氯丁橡胶具有优良的耐油性能。其耐油性能除略逊于丁腈橡胶之外，一般比天然橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶均优。

氯丁橡胶对氨水、醋酸、醇类、甘油、硝酸、磷酸等化学试剂都有较高的稳定性。

氯丁橡胶的耐水性能比一般的合成橡胶都好。当采用耐水配方(加入氧化铅类化合物)时，其耐水性能更优。此外，氯丁橡胶的不透气性除不如丁基橡胶外，比其他合成橡胶都好。

氯丁橡胶等含卤素的聚合物都有不自燃的特点。接触火焰时可燃烧，但离火便自熄。氯丁橡胶的氧指数^[1]为38～41。氯丁橡胶在高温下能分解放出氯化氢，产生灭火作用，所以它具有耐热和不流延的优异性能。

由于氯丁橡胶在使用中会缓慢地放出氯化氢，致使其与某些配合剂作用生成金属氯化物，故其介电性能较差。通常只适用于配制电缆用中等绝缘胶料。

氯丁生胶(未经硫化的氯丁橡胶)在贮存过程中，易发生化学变化，以致出现局部硬化现象，称为预硫化(焦烧)。产生这种现象是由于氯丁橡胶分子结构中存在硫元素。此外，在氯丁橡胶的分子中还含有少量的1，2－结构，这种结构上的氯原子活性很强，在热、氧或水的作用下很容易脱出氯化氢，形成活性基侧链，进而产生交联，引起预硫化。氯丁生胶预硫化后，会造成加工困难，并使其黏着性能下降，压出的坯粗糙，甚至完全不能使用。

氯丁橡胶在低温下易结晶，致使其弹性下降，这样就限制了它在高寒地区的使用。通用型氯丁橡胶的玻璃化温度为－50～－40℃，但是如果在聚合过程中引入第二单体(如苯乙烯)，即可降低其结晶作用，从而改善其耐寒性能。

氯丁橡胶的密度比天然橡胶和其他合成橡胶均大，所以，在使用同体积的橡胶时，氯丁橡胶的用量最多。这样，使得氯丁橡胶的制品费用较高，同时也限制了它的使用范围。

三、氯丁橡胶的品种与性能

(1)重庆长寿化工有限责任公司和山西合成橡胶集团有限公司生产的，商品名称分别为长寿牌和卧虎牌的氯丁橡胶。其性能见表2－97。

表2－97　长寿牌和卧虎牌氯丁橡胶的性能

续表

(2)美国杜邦陶氏弹性体公司(DuPontDowElastomersL.L.C.)商品名称为Neoprene的氯丁橡胶。其通性和可供选用的Neoprene的牌号及物理性能分别见表2－98和表2－99。

表2－98　Neoprene氯丁橡胶的通性

表2－99　可供选用的Neoprene氯丁橡胶的牌号及其物理性能

(3)日本电气化学工业公司(DenkiKagakuKogyoK.K.)商品名称为DenkaChloroprene的氯丁橡胶。其性能与用途见表2－100。

表2－100　DenkaChloroprene氯丁橡胶的性能与用途

续表

①在5%甲苯溶液中溶液黏度(mPa·s)。
②在10%甲苯溶液中溶液黏度(mPa·s)。
③门尼黏度ML110+04℃。

(4)日本杜邦—昭和电工公司(DuPont－ShowaDenkoCo.Ltd.)商品名称为Neoprene的氯丁橡胶。其性能见表2－101。

表2－101　Neoprene氯丁橡胶的性能

①Btookfield黏度(10%甲苯溶液中)，单位为mPa·s。

(5)日本TOSOH公司(TOSOHCo.)商品名称为SkypreneCR的氯丁橡胶。其性能见表2－102。

表2－102　SkypreneCR氯丁橡胶的性能

续表

①Brookfield黏度(溶于10%甲苯溶液中测得)，单位为mPa·s。
②ML1
10 40+℃2
.5。

(6)德国拜耳公司(BayerAG)商品名称为Bayprene的氯丁橡胶。

Bayprene通用氯丁橡胶的性能与用途见表2－103。

表2－103　Bayprene通用氯丁橡胶的性能与用途

续表

续表

①在10%甲苯溶液中，23℃。

Bayprene预交联氯丁橡胶的性能见表2－104。

表2－104　Bayprene预交联氯丁橡胶的性能

(7)法国埃尼化学弹性体公司(EniChemElastomeresFrance)商品名称为Butaclor的氯丁橡胶。其性能见表2－105。

表2－105　Butaclor氯丁橡胶的性能

续表

①Brookficld黏度(10%甲苯溶液中)，单位为mPa·s。

四、氯丁橡胶的应用

氯丁橡胶的用途比较广泛，主要有以下几个方面。

(1)电线、电缆的包皮材料。由于氯丁橡胶耐日光、耐臭氧和有优良的不延燃性，因而能广泛地用作电线、电缆的包皮材料。

(2)运输皮带、传动带。氯丁橡胶由于具有优良的力学性能，所以很适于制作运输皮带和传动带，尤其是用它制作的传动带优于其他橡胶。

(3)耐油胶管、垫圈、防腐衬里。氯丁橡胶具有优良的耐油性能，并具有较强的化学稳定性能，所以能广泛地用于制造耐油胶管、垫圈以及耐化学腐蚀的设备衬里。

(4)胶黏剂、密封剂。氯丁胶乳也可作胶黏剂。由于氯丁胶乳不含有机溶剂，所以在安全、卫生方面有明显的优点，其中羧基氯丁胶乳可以用作橡胶与金属的胶黏剂。此外，氯丁胶乳适用于作密封剂，能用于各个领域。

(5)其他方面的应用。氯丁橡胶除上述用途外，还广泛用于交通领域及建筑领域中。例如，在公共汽车和地铁的车厢里，使用氯丁橡胶泡沫坐垫，可防止火灾;飞机上，用天然橡胶和氯丁橡胶的混炼胶制作耐油部件;发动机配用胶件、垫件、密封圈等;在建筑方面，用于高层建筑的胶垫，使房梁能顶住各个方向的回旋，既安全又防振;把氯丁胶乳加入到沥青中，可提高沥青的耐龟裂性能，用作高层建筑的涂层，经久耐用。此外，氯丁橡胶还可作人工堤防、截流装置上的巨型密封件。随着科研的进展，它的用途还将被不断开发。

第四节　聚丁二烯橡胶

一、简介

丁二烯聚合时，有1，4－键合、1，2－键合。1，4－键合中还有顺式及反式两种结构。工业上实际使用的聚丁二烯弹性体往往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主要取决于分子中所含乙烯基的量。经差热分析发现，顺式聚丁二烯的玻璃化温度为－105℃，1，2－结构的玻璃化温度为－15℃。随Tg的上升，与Tg相关的性能，如聚丁二烯的本体黏度、耐低温性、耐磨性、抗湿滑性、弹性等均发生变化。

与顺式聚异戊二烯橡胶相比，顺丁橡胶的结晶对应变的敏感性低，而对温度的敏感性高。这种敏感性不相同的特征，也是使顺丁橡胶的自补强性比天然橡胶低得多的原因之一，所以顺丁橡胶必须用补强性填料补强后方能有较高的强度。

二、聚丁二烯橡胶的基本性能

1.顺式－1，4－聚丁二烯橡胶

各类催化体系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的微观结构见表2－106。

表2－106　各类催化体系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的微观结构

顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的原料橡胶是采用溶液聚合体系，通过配位负离子加成聚合而得的，其耐磨耗性优异;回弹性高;滞后损失小，生热低;玻璃化转变温度低，低温性能好;耐屈挠性能好;撕裂强度较低，因而不耐撕，抗切割性差;抗湿滑性不好;生胶有冷流现象。

顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的原料橡胶和配合橡胶的性能分别见表2－107和表2－108。

表2－107　顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的原料橡胶的性能

续表

表2－108　顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的配合橡胶的性能

顺式－1，4－聚丁二烯橡胶主要应用于制造轮胎胎面、胎侧和胎体等各种部件，也用以制造胶带、胶管、胶鞋以及其他工业制品;在轮胎中使用时，多与天然橡胶、丁苯橡胶并用。

2.充油高顺式聚丁二烯橡胶

因为充油高顺式聚丁二烯橡胶的基础胶为高顺式聚丁二烯橡胶，其分子结构相同。

基本特性为:

(1)工艺性能有改进，配合剂混入和分散速度较快。

(2)加工工艺对温度十分敏感。

(3)填充性高，可加入大量油和炭黑，而对硫化胶的力学性能影响不大。

(4)与天然橡胶、丁苯橡胶并用，可获得较好的综合性能。

(5)由于充入了油，改善了抗湿滑性，使之远优于普通顺丁橡胶，且在胎面胶中可获得湿抓着性与耐磨性的平衡。

适用于制造轮胎，也可用于生产胶管、胶带、胶鞋以及其他橡胶制品。在应用中需要注意，填充油在不同油浓度梯度的胶料中会逐渐由高浓度区向低浓度区迁移，从而导致制品在使用后期胶料性能下降，硬度增高。

3.低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶

低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的微观结构为:顺式－1，4－结构的含量为35%～40%;反式－1，4－结构的含量为45%～55%;1，2－结构的含量为10%～20%。使用的溶剂不同，其微观结构的变化较大。由于冷流性较突出，近年采取了其原料橡胶是采用溶液聚合体系，通过负离子加成聚合而得的。使聚合物分子适当支化的方法，以改进其冷流性和改善加工工艺性能。

基本特性为:

(1)生胶的纯度高，不含凝胶。

(2)相对分子质量分布窄，因而加工性能不如高顺式聚丁二烯橡胶。

(3)冷流性较突出，存放时要注意。

(4)低温性能稍差。

(5)热塑性比高顺式聚丁二烯橡胶稍高。

(6)多与天然橡胶、丁苯橡胶并用。

(7)硫化胶性能与高顺式聚丁二烯橡胶相类似。

低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的原料橡胶和配合橡胶的性能分别见表2－109和表2－110。

表2－109　低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的原料橡胶的参数

表2－110　低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的配合橡胶的性能

低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶主要用于制造轮胎、胶带、胶鞋、自行车车胎、防振制品和压出制品，并可与塑料掺混用以改性等。

4.1，2－聚丁二烯橡胶

(1)中1，2－聚丁二烯橡胶。中1，2－聚丁二烯橡胶也称中乙烯基聚丁二烯橡胶，简称MVBR。通常是指1，2－结构含量在65%以下的1，2－聚丁二烯橡胶，其抗湿滑性能及耐热氧老化性能优于高顺式聚丁二烯橡胶，强度和耐磨耗性稍有下降。该胶的相对分子质量分布窄，工艺性能较差，流动性较大，黏着强度低。一般多与天然橡胶、丁苯橡胶并用。由于其玻璃化温度Tg约为－70℃，因此中1，2－聚丁二烯橡胶可用于制造轮胎，但性能并不令人满意，近年已少见生产。

中1，2－聚丁二烯橡胶的生胶性能和不同生胶硫化胶的性能分别见表2－111和表2－112。

表2－111　中1，2－聚丁指标二烯橡胶的生胶性能(英国Intolene)

表2－112　中1，2－聚丁二烯橡胶不同生胶硫化胶的性能

中1，2－聚丁二烯橡胶可单独用于乘用车胎胎面，可改善抗湿滑性能，也可与天然橡胶、丁苯橡胶并用，制造橡胶制品。

(2)高1，2－聚丁二烯橡胶。高1，2－聚丁二烯橡胶也称高乙烯基聚丁二烯橡胶，简称HVBR。日本瑞翁公司生产的NipolBR1240含乙烯基(即1，2－结构)71%。该胶抗湿滑性好，在高温(60℃)下弹性高，也就是说在轮胎行驶时滚动阻力较小。而且，聚丁二烯橡胶中乙烯基的含量为72%，呈现出滚动阻力与湿抓着性能比通常橡胶更好的协调，是为适应汽车对轮胎性能要求而开发的轮胎橡胶。NipolBR 1245是NipolBR1240的改性产品，其作用是于聚合物末端引入极性基，使聚合物提高高温下的弹性，从而改善胶料的滚动阻力，也提高了炭黑在硫化胶中的分散稳定性，两种牌号的高1，2－聚丁二烯橡胶的性能见表2－113。

表2－113　两种牌号的高1，2－聚丁二烯橡胶的性能

高1，2－聚丁二烯橡胶主要用于制造轮胎胎面胶，与天然橡胶并用相容性好，且适于制造节能轮胎。

此外，还有一种以钴系引发剂溶液聚合制得的1，2－间同立构含量为90%的高1，2－聚丁二烯。日本合成橡胶公司已对其进行了商品化生产，产品名称为JSRRB系列树脂，其牌号与特点及其物理性能分别见表2－114和表2－115。

表2－114　JSRRB系列树脂的牌号与特点

表2－115　JSRRB树脂的物理性能

这类间同1，2－聚丁二烯分子链柔性差、易结晶，因而熔点较高，不是理想的弹性体而呈现出树脂的性质，故称RB树脂。

5.反式－1，4－聚丁二烯橡胶

反式－1，4－聚丁二烯橡胶是丁二烯单体采用钒催化体系经溶液聚合而得，反式－1，4－结构的含量可高达94%～99%。在室温下即已结晶化成树脂状，熔点在135～150℃之间。与天然的反式－1，4－聚异戊二烯橡胶，如古塔波橡胶、巴拉塔橡胶和杜仲橡胶的性质相似。反式－1，4－结构含量减少，则橡胶的结晶性逐渐降低;其含量在65%～75%之间时，在常温下结晶度较低，表现为热塑性，加热时弹性增大。该胶的特点是:定伸应力大，硬度高，耐磨耗性能好;具有耐酸、碱和各种溶剂的性质，耐化学腐蚀;加工性能较好，配以补强填料，硫化胶的拉伸强度、定伸应力提高，弹性低，生热高，可用于制造鞋底、地板、垫圈和电气制品等。德国Hüls公司对其进行了商品化生产，但反式－1，4－结构的含量较低，其商品牌号见表2－116。

表2－116　反式－1，4－聚丁二烯橡胶的商品牌号

6.乳聚聚丁二烯橡胶

乳聚聚丁二烯橡胶的微观结构为顺式－1，4－结构的含量为10%～20%，反式－1，4－结构的含量为58%～75%，1，2－结构的含量在25%以内，各种链节在聚合物分子中呈无规分布，相对分子质量为100000。

乳聚聚丁二烯橡胶不需要塑炼，加工性能好，共混性能也好，与其他双烯烃聚合物(如氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶等)并用，显示出了优良的耐屈挠、耐磨和动态力学性能。

乳聚聚丁二烯橡胶主要用于生产对耐磨性和低温屈挠性要求高的橡胶制品。

7.新型聚丁二烯橡胶——顺式－1.4－聚丁二烯复合橡胶

该类橡胶是由基本顺式－1，4－聚丁二烯和分散体高熔点1，2－间同立构聚丁二烯复合而成的新型聚丁二烯橡胶，其基本特性为:

(1)加工性优良。

(2)胶料收缩率小。

(3)压出特性优良，尺寸稳定性好。

(4)模量高，能获得高硬度的胶料。

(5)抗屈挠龟裂增长好。

(6)撕裂强度高。

(7)耐磨性好，优于顺丁橡胶。

其原料橡胶和配合橡胶的性能分别见表2－117和表2－118。

表2－117　原料橡胶的性能

表2－118　配合橡胶的性能

该橡胶适于生产各种橡胶制品。

8.氯化顺丁橡胶(CBR)

基本特性为:

(1)CBR生胶的门尼黏度和Tg随氯含量的增大而增大。

(2)CBR的混炼性能优于BR和CR;CBR的硫化速率低于BR，但高于CR，且随氯含量的增大而降低;CBR的焦烧时间长于BR和CR，且随氯含量的增大而延长。

(3)CBB硫化胶的拉伸性能、撕裂强度、硬度、阻燃性和耐油性以及耐热空气老化性能均明显优于BR，且氯含量越大，这些性能越好。

(4)CBR的耐油性能不如CR和NBR，但比BR有明显的提高，可以在耐油性要求不太苛刻的制品中使用;CBR的阻燃性能虽不如CR，但CBR3已属难燃聚合物，可以用在阻燃制品中。

氯化顺丁橡胶的硫化胶性能见表2－119。

表2－119　氯化顺丁橡胶的硫化胶性能

9.液体聚丁二烯橡胶

液体聚丁二烯橡胶的基本特性如下:

(1)橡胶弹性优越。

(2)由于具有遥爪结构，使其与交联剂和扩链剂反应而形成弹性体。

(3)电绝缘性能良好。

(4)利用主链的双键与马来酸酐等结合反应可以形成多种化学改性聚合物。

(5)与固体橡胶相比较，其成本高。

液体聚丁二烯橡胶原料橡胶的性能参数见表2－120。

表2－120　液体聚丁二烯橡胶原料橡胶的性能

液体聚丁二烯橡胶主要用作涂料、热固性树脂、其他橡胶或树脂的添加剂，适当控制其交联度，也可制成弹性体。液体高顺式－1，4－聚丁二烯多用作水溶性或非水溶性涂料。

无规羧基液体聚丁二烯橡胶可用作固体火箭推进剂的胶黏剂，也可制作其他胶黏剂或浇注制品。

端羧基液体聚丁二烯橡胶具有优良的耐寒性和弹性，良好的黏着性、介电性能和耐水性，且与通用橡胶和填料有很好的相容性。它主要用作密封材料、涂料和胶黏剂、环氧树脂和其他高分子材料的改性剂以及浇注制品等。它的另一个重要用途是作为火箭固体推进剂的胶黏剂。

端卤基液体聚丁二烯橡胶是一类灵活多变的液体橡胶。端溴、氯或碘基液体聚丁二烯橡胶与其他橡胶的相容性很好，能在室温或加热条件下硫化;可配制用于木材、金属、混凝土和玻璃等的优良胶黏剂、密封材料和防水材料。经炭黑或二氧化硅补强，可制取拉伸强度较高、弹性较好的工业制品、浇注和模压制品、管件以及槽罐的衬里材料等。

10.液体1，2－聚丁二烯橡胶

液体1，2－聚丁二烯橡胶的基本特性为如下:

(1)在室温下是黏稠液体，可以油漆、涂刷、浸渗和浇注。

(2)相对分子质量分布非常窄，因而能生产均一制品。

(3)添加催化剂可能交联而得到高硬度的树脂。

(4)电绝缘性能良好。

(5)硫化物的回弹性比通常的液体聚丁二烯低。

液体1，2－聚丁二烯橡胶的性能见表2－121。

表2－121　液体1，2－聚丁二烯橡胶的性能

该橡胶可使用与天然橡胶、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶和丁苯橡胶相同的过氧化物进行硫化，可用于油漆、涂料的干性油，或橡胶及树脂的改性剂、胶黏剂等。

11.丁钠橡胶

丁钠橡胶是以金属钠为引发剂由丁二烯气相或液相聚合制得，是聚丁二烯橡胶系列较早工业化的一个品种，具有良好的热氧老化性、耐磨性和耐屈挠性，但强度低，黏着强度低，耐寒性较差。其微观结构以1，2－结构为主，含量为65%～70%，反式－1，4－结构的含量为15%～25%，顺式－1，4－结构的含量为10%～15%，支化度大，相对分子质量分布较宽。丁钠橡胶无须塑炼，有良好的加工性能，易与配合剂填料等混合，压出、压延产品表面光滑;主要用于制造工业胶板、胶管、胶垫、压出制品以及胶鞋等，也可用于机械、石棉加工和电机制造等工业部门。随着丁苯橡胶和溶聚丁二烯橡胶的发展，丁钠橡胶已被它们所取代，产量很少。

12.丁锂橡胶

丁锂橡胶是以金属锂为引发剂，由丁二烯气相聚合制得的。其微观结构以反式－1，4－结构为主，含量达50%～60%，顺式－1，4－结构的含量为5%～10%，1，2－结构的含量为40%。丁锂橡胶的脆性温度为－70～－75℃，密度为0.90～0.92g/cm3，数均分子量为15万～25万玻璃化温度为75℃，丁锂橡胶的配方和其硫化胶的性能分别列于表2－122和表2－123。

表2－122　丁锂橡胶的配方

表2－123　丁锂橡胶硫化胶的性能

目前，丁锂橡胶的产量不大，已被1，2－聚丁二烯橡胶所取代。我国也有很少量的生产，主要是为满足某些产品的特殊需要。

三、聚丁二烯橡胶的品种与性能

1.国内的品种与性能

(1)燕山石油化工股份有限公司的燕山牌聚丁二烯橡胶。其性能与用途见表2－124，催化体系为镍系。

表2－124　燕山牌聚丁二烯橡胶的性能与用途

(2)锦州石化股份有限公司锦花牌聚丁二烯橡胶。其性能与用途见表2－125。

表2－125　锦花牌聚丁二烯橡胶的性能与用途

(3)齐鲁石化的充油聚丁二烯橡胶。其中，齐鲁BR9073与国外同类产品的性能对比见表2－126。

表2－126　齐鲁BR9073与国外同类产品的性能对比

由表2－126中可见，齐鲁BR9073的基本性能与国外同类产品相当，部分性能稍优。

齐鲁BR9073有良好的加工性能。加工时，胶料易与各种配合剂混合，从而缩短炼胶时间，降低能量消耗，提高加工设备的生产能力。齐鲁BR9073具有高填充性，可以降低胶料成本;其与NR和SBR并用可获得较好的综合性能。

另外，使用齐鲁BR9073可提高橡胶制品的质量，用于制造轮胎，可以提高轮胎的耐磨和抗湿滑性能，减小轮胎的滞后损失和内生热，克服胎面老化龟裂及崩花掉块现象，其效果远优于普通BR。齐鲁BR9073还可用于生产胶管、胶带和鞋底等橡胶制品。

表2－127　齐鲁BR9053性能

由表2－127可见，齐鲁BR9053的物理性能良好。齐鲁BR9053除具备齐鲁BR9073的性能优点外，还具有非污染型橡胶的特点，可广泛用于轮胎、胶鞋、胶布以及其他浅色或彩色制品。

(4)台湾合成橡胶公司的商品名称为Taipol的聚丁二烯橡胶。其性能见表2－128，其中BR0153牌号填充了37，5份芳烃油。

表2－128　Taipol钴系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能

除此之外，还有上海高桥石油化工公司申江牌、岳阳石油化工总厂巴陵牌聚丁二烯橡胶，它们均采用镍催化体系，顺式－1，4－结构的含量为96%～98%，门尼黏度主要用于生产轮胎、输送带、胶管、模压制品、鞋底以及海绵胶等橡胶制品。

茂名石化乙烯公司采用锂催化体系，生产的南海牌低顺式聚丁二烯橡胶，牌号为BRF250。顺式－1，4－结构的含量为38%，主要用于塑料改性、轮胎、胶黏剂等的生产。

2.国外的品种与性能

(1)德国拜耳公司(BayerAG)的聚丁二烯橡胶。

Buna钕系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能见表2－129，其顺式－1，4－结构的含量≥96%，挥发分≤0.5%，有机酸含量≤1%，贮存期约一年，主要用于生产轮胎胎面、胎侧、工业制品等。

表2－129　Buna钕系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能

①充油量为37.5%。

Taktene钴系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能见表2－130，其顺式－1，4－结构的含量≥95%，贮存期一年，主要用于生产轮胎胎面、胎侧、工业制品。

表2－130　Taktene钴系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能

①灰分为32%～35%，充油量为21%～25%。

Buna钛系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能见表2－131，其顺式－1，4－结构的含量≥91%，有机酸含量≤2%，淡棕色，贮存期约一年，主要用于生产轮胎胎面、胎侧、工业制品等。

表2－131　Buna钛系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能

①充油量为25.8%～28.8%。

Buna锂系低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能和用途见表2－132，其顺式－1，4－结构的含量为37.5%～42.5%，挥发分≤0.75%，灰分≤0，2%，乙烯基含量为7.5%～12.5%，贮存期约一年。

表2－132　Buna锂系低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能与用途

①充油量为21%～25%。

Buna塑料改性用聚丁二烯橡胶的性能见表2－133，Taktene塑料改性用聚丁二烯橡胶的性能见表2－134。

表2－133　Buna塑料改性用聚丁二烯橡胶的性能

①5%苯乙烯溶液中，25℃。

表2－134　Tnktene塑料改性用聚丁二烯橡胶的性能

①5%苯乙烯溶液中，25℃。

(2)美国桥石/费尔斯通公司(Bridgestone/FircstoneInc.)的聚丁二烯橡胶。

Dinene锂系低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能和用途见表2－135，其顺式－1，4－结构的含量≤40%，乙烯基含量为10%。

表2－135　Dinene锂系低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能与用途

注　DineneAC聚合物用于聚苯乙烯ABS的改性剂;DineneNF聚合物用于轮胎和其他挤出及模压橡胶制品。

Dinene钴系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能见表2－136，其顺式－1，4－结构的含量为96%，密度为0.9g/cm3，主要用于生产轮胎等橡胶制品。

表2－136　Dinene钴系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能

(3)美国道化学公司(DowChemicalCompany)的聚丁二烯橡胶。

其中，通用聚丁二烯橡胶的性能与用途见表2－137。

表2－137　美国道化学公司通用聚丁二烯橡胶的性能与用途

注　顺式－1，4－结构的含量≥96%。

美国道化学公司塑料改性用聚丁二烯橡胶的性能见表2－138。

表2－138　美国道化学公司塑料改性用聚丁二烯橡胶的性能

①5%苯乙烯溶液中，25℃。
②ND表示不确定。

(4)美国固特异轮胎和橡胶公司(GoodyearTire＆RubberCo.)采用钛系和锂系催化体系生产的高顺式和低顺式聚丁二烯橡胶，其商品名称为Budene。

Budene钛系高顺式聚丁二烯橡胶的性能与用途见表2－139，其顺式－1，4－结构的含量为98%，主要用于生产轮胎胎面、胎侧、胶带、胶管、工业制品。

表2－139　Budene钛系高顺式聚丁二烯橡胶的性能与用途

①高芳烃油填充量为25份。

Budene锂系低顺式聚丁二烯橡胶的性能与用途见表2－140。

表2－140　Budene锂系低顺式聚丁二烯橡胶的性能与用途

①充油量为37.5份。

(5)美国AmeripolSynpol公司的乳液聚合聚丁二烯橡胶。其商品名称为Synpol，门尼黏度为34，E－BR8407和EBR8418两牌号填充了37.5份芳烃油，E－BR8411和E－BR8419两牌号填充了37.5份环烷油，主要用于生产轮胎、输送带、胶管、机械制品、鞋底等。

(6)法国米其林公司(MichelinetCie)商品名称为Cisdcnc的聚丁二烯橡胶。其性能见表2－141。

表2－141　Cisdene聚丁二烯橡胶的性能

(7)意大利PolimeriEuropeS.r.l公司的聚丁二烯橡胶。Intene锂系低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能与用途见表2－142，其顺式－1，4－结构含量为36%。

表2－142　Intene锂系低顺式－1，4聚丁二烯橡胶的性能与用途

①填充了37.5份芳烃油。

EuropreneNeocis钕系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能见表2－143，其顺式－1，4－结构含量为97.5%，乙烯基的含量为0.8%。钛系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能见表2－144。

表2－143　EuropreneNeocis钕系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能

①填充了37.5份芳烃油。

表2－144　钛系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能

(8)日本瑞翁公司(NipponZeonCo.，Ltd.)的聚丁二烯橡胶，商品名称为Nipol。

Nipol钴系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能与用途见表2－145，其顺式－1，4－结构含量为98%。

表2－145　Nipot钴系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能与用途

①填充了37.5份芳烃油。

Nipol高1，2－聚丁二烯橡胶的性能见表2－146，其顺式－1，2－结构含量为90%，主要用于生产轮胎胎面、胎侧。

表2－146　Nipol高1，2－聚丁二烯橡胶的性能

Nipol低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能见表2－147，其主要用于聚苯乙烯的改性。

表2－147　Nipoi低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能

(9)日本合成橡胶公司(JapanSyntheicRubberCo.)的聚丁二烯橡胶。

JSR高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能见表2－148，其主要用于生产轮胎、胶带、胶管、鞋、体育制品、胶布、机械制品等。

表2－148　JSR高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能

JSR低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能见表2－149，顺式－1，4－结构含量为35%，主要用于生产轮胎、塑料改性、鞋等。

表2－149　JSR低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能

JSR充油聚丁二烯橡胶的性能见表2－150，其主要用于生产轮胎、胶带、胶管、机械制品。

表2－150　JSR充油聚丁二烯橡胶的性能

JSR间规1，2－聚丁二烯橡胶的性能见表2－151，它具有低结晶，耐臭氧性、耐候性、耐热性、滞后性、流动性优异等特点，主要用于生产轮胎、鞋、海绵制品，挤出硫化制品，各种高硬度橡胶制品及透明制品，还可以用于各种橡胶及树脂的改性及生产其他工业制品，或用作反应助剂、感光性材料、热硬化树脂制品等。

表2－151　JSR间规1，2－聚丁二烯橡胶的性能

(10)日本旭化成公司(AsahiKaseiCo.)生产的锂系低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶。其性能见表2－152，商标名称为Asadene，顺式－1，4－结构的含量为36%。

表2－152　Asadene锂系低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能

①充油量为37.5份。

(11)日本宇部兴产工业公司(JapanUbeIndustries，Ltd.)的高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶。其性能见表2－153。

表2－153　钴系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能

①填充了37.5份芳烃油。

(12)韩国锦湖石油化学公司(KoreaKumhoPetrochemicalCo.，Ltd.)的聚丁二烯橡胶。

①镍系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能见表2－154，其顺式－1，4－结构含量为96%。

表2－154　镍系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能

②锂系低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能见表2－155，其顺式－1，4－结构含量为33%～35%。

表2－155　锂系低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能

(13)印度石油化学公司(IndianPetrochemicalCo.，Ltd.)商品名称为Cisamer的钴系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶。其性能见表2－156。

表2－156　Cisamer钴系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能

(14)西班牙DynasolElastomeerosSantander公司的低顺式1，4－聚丁二烯橡胶。其性能见表2－157，商品名称为Calprene，顺式－1，4－结构含量为38%。

表2－157　CaIprene锂系低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能

①填充了37.5份芳烃油。

(15)澳大利亚Qencs公司(QenosCo.)采用钴系催化剂生产的钴系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶。其性能见表2－158商品名称为Austrapol。

表2－158　Austrapol钴系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能

①填充了37.5份芳烃油。

(16)巴西Petroflex/Coperbo公司的低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶。其性能见表2－159，商品名称为Coperflex，顺式－1，4－结构含量为36%。

表2－159　Coperflex锂系低顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能

①填充了40份环烷油。

(17)俄罗斯的高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶。其性能见表2－160，其中顺式－1，4－结构含量为92%～93%。

表2－160　钛系高顺式－1，4－聚丁二烯橡胶的性能

四、聚丁二烯橡胶的应用

1.制造轮胎

聚丁二烯橡胶作为通用橡胶，其产量的85%～90%用来制造轮胎，例如，它与SBR－1500的共混胶(顺丁橡胶约占25%～50%)可用作乘用汽车轮胎的胎面胶。它与天然橡胶的共混胶(顺丁橡胶约占25%～50%)可用作载重汽车轮胎的胎面胶;当天然橡胶的用量为75%时，可用作越野载重汽车轮胎的胎面胶。

聚丁二烯橡胶与其他橡胶制成的共混胶轮胎具有耐磨性能较高、使用寿命长以及生热低等多方面的优点。

目前，轮胎工业正朝着能耗低的子午线轮胎方向发展。由于聚丁二烯橡胶的滚动摩擦阻力低于丁苯橡胶，所以它与天然橡胶的共混胶更能满足子午线轮胎的要求。

2.其他制品

聚丁二烯橡胶适用于制造白色或透明的鞋底，它与丁苯橡胶的共混胶还可作为胶布的布面胶。

聚丁二烯橡胶能溶于矿物油、植物油或某些溶剂，溶后可用作橡胶腻子的添加剂。它与醇酸树脂并用可作为涂料。此外，它还可作为漆布和纺织品的浸渍剂。

3.用于塑料的改性

聚丁二烯橡胶具有高弹性和优异的耐低温性能，所以常用于苯乙烯系树脂的改性，经聚丁二烯橡胶改性后的树脂，具有较高的韧性和抗冲击强度。此外，它还能与聚丙烯、聚氯乙烯等热塑性塑料共混，以改良这些塑料的韧性。

第五节　聚异戊二烯橡胶

一、简介

聚异戊二烯橡胶是以异戊二烯单体为原料，应用有规立构催化系统，在溶液介质中聚合而成的。

由于采用了不同的催化体系，聚合物的相对分子质量及其分布等特征有所不同。

采用齐格勒—纳塔催化剂(三烷基铝/卤化钛)制得的聚异戊二烯橡胶，顺式－1，4－结构的含量为96%～97%;相对分子质量较低，数均分子量在250000～500000之间;相对分子质量分布较宽，较易结晶，在高温下有较高的强力。此种橡胶成型黏结性大、抗撕裂性能良好。

采用有机锂催化剂制得的聚异戊二烯橡胶，其顺式－1，4－结构的含量为92%～93%;相对分子质量较大，黏均分子量约为2．5×106;相对分子质量分布较窄，弹性好，生热低，流动性好，易于注压成型。

以上两类催化剂合成的顺式－1，4结构聚异戊二烯橡胶，分子结构、相对分子质量及其分布、特性黏度以及相对密度等都与天然橡胶相似。

采用三氯化钒/烷基铝作催化剂制得的反式聚异戊二烯橡胶，反式－1，4－结构的含量为98%，相对分子质量在50000～150000范围。这种橡胶与古塔波橡胶和巴拉塔橡胶的物理和化学性质相似。

采用五氯化钼/三乙基铝作催化剂，在低温(－30～－40℃)下，以环戊烯为单体开环聚合而得全顺式聚异戊二烯橡胶，顺式结构的含量达99%。这种橡胶低温性能良好，可作低温材料。但目前未正式生产。

采用钨—铝复合催化剂，以环戊烯为单体开环聚合制得的反式聚异戊二烯橡胶，反式结构的含量达90%以上，具有自补强结晶性、生胶强度和抗撕裂性好等特点，可用作轮胎及其他工业制品。

聚异戊二烯橡胶的结构性能与天然橡胶相似。它可以部分或全部代替天然橡胶使用，有“合成天然橡胶”之称。由于其性能优越，世界各国争相发展，特别是缺乏天然橡胶的国家更加重视，到目前已有十多个国家进行生产。

二、聚异戊二烯橡胶的分类与特性

1.顺式－1，4－聚异戊二烯橡胶

该橡胶能基本代替天然橡胶，用于轮胎、胶带、胶管、鞋和其他工业制品。尤适于制造食品用制品、医药卫生制品及橡胶丝、橡胶筋等日用制品。顺式－1，4－聚异戊二烯橡胶原料橡胶是采用溶液聚合体系，经负离子或配位负离子加成型合而得的。

其基本特性为:

(1)颜色透明光亮，无气体。

(2)比天然橡胶纯净，凝胶含量少，无杂质，质量均一。

(3)不需塑炼，混炼简便，冬季不用保温。

(4)硫化胶的机械强度高，物理性能均衡性好，是最接近天然橡胶的合成橡胶。

(5)黏着性、流动性好，加工容易，但易发生降解，硫化速率较低。

(6)振动吸收性和电性能好。

顺式－1，4－聚异戊二烯橡胶的原料橡胶和配合橡胶的性能分别见表2－161和表2－162。

表2－161　顺式－1，4－聚异戊二烯橡胶原料橡胶的性能

表2－162　顺式－1，4－聚异戊二烯橡胶配合橡胶的性能

续表

2.充油顺式－1，4－聚异戊二烯橡胶

填充各种不同分量的油(如环烷油等)，不仅能改善充油顺式－1，4－聚异戊二烯橡胶的某些力学性能，且可降低成本。它与天然橡胶、丁苯橡胶配方及力学性能的比较分别见表2－163和表2－164。

表2－163　充油顺式－1，4－聚异戊二烯橡胶与天然橡胶、丁苯橡胶配方的比较

表2－164　充油顺式－1，4－聚异戊二烯橡胶与天然橡胶、丁苯橡胶力学性能的比较

聚异戊二烯橡胶充油后，其硬度、定伸强度和拉伸强度降低，伸长率增加，且性能的变化随充油量的增加而增大(表2－165)。

表2－165　聚异戊二烯橡胶充油量对力学性能的影响

油的相对分子质量对力学性能有一定影响，使用相对分子质量低的油，胶料的力学性能稍为降低。油中芳香类物质的含量对硫化胶的性质影响不明显。

3.反式－1，4－聚异戊二烯橡胶

该橡胶的基本特性为:

(1)性能与天然的古塔波橡胶、巴拉塔橡胶和杜仲橡胶相同。

(2)在60℃以下迅速结晶，是具有高硬度、高拉伸强度的结晶型聚合物。

(3)未硫化的生胶有热塑性弹性体的性质，在高温下呈流动性，在常温下具有硫化胶的力学性能。

(4)硫化胶具有强韧的力学性能。

(5)硫化程度大而不溶于沸苯。

反式－1，4－聚异戊二烯橡胶原料橡胶与配合橡胶的性能分别见表2－166和表2－167。

表2－166　原料橡胶性能

表2－167　配合橡胶性能

该橡胶主要用于高尔夫球的包覆层、整形外科的整形材料和代替外科用石膏制作夹板加固材料等，压敏胶黏剂，纸、纤维、皮革修补片等的热密封涂料，填缝料(与丁基橡胶)，热塑性塑料的改性剂以改进抗冲击性和扯断伸长率，安全鞋尖部的垫片和织物的浸渍剂，采矿设备、海底电缆外层以及槽衬里的涂料等。

4.液体聚异戊二烯橡胶

单体异戊二烯在溶液中，经阴离子聚合或配位阴离子聚合，于控制聚合下得到液体聚异戊二烯橡胶。

该橡胶的基本特性为:

(1)无色透明、无臭。

(2)黏着性极好。

(3)可以用硫黄硫化。

(4)带有官能团的，可以用金属氧化物、胺类交联。

(5)液体聚异戊二烯橡胶的成本高。

液体聚异戊二烯橡胶原料橡胶的性能见表2－168。

表2－168　液体聚异戊二烯橡胶原料橡胶的性能

由于液体聚异戊二烯橡胶的黏着性极好，主要用于胶黏剂，也用于作橡胶改性剂和树脂改性剂等。

5.全顺式聚异戊二烯橡胶

全顺式聚异戊二烯橡胶还未工业化生产，但却有某些特殊的性能。它的物理性质见表2－169。

全顺式聚异戊二烯橡胶硫化胶是非结晶性物质，有极低的玻璃化温度，因此其低温性能特好;拉伸强度、定伸强度、撕裂强度随温度的下降而增大，但伸长率变化不大(表2－170)。

表2－169　全顺式聚异戊二烯橡胶的物理性质

①用屈挠模数法测得。
②用剪切模数法测得。
③用差热分析法测得。

表2－170　不同温度下全顺式聚异戊二烯橡胶的力学性能

6.高反式聚异戊二烯橡胶

高反式聚异戊二烯橡胶的反式结构在90%以上，平均分子量约为3×105，门尼黏度在125左右，玻璃化温度为－90℃。其生胶具有结晶性和自补强性，因而强度大，抗撕裂性能好，耐臭氧性能优于天然橡胶，次于氯丁橡胶;耐热性良好，可在110℃下连续使用1000h以上。

由于反式聚异戊二烯橡胶的相对分子质量分布较宽，较大分子部分使之具有了足够的机械强度，同时改善了冷流动性。其生胶可大量填充油和炭黑，而不至于降低硫化胶的力学性能，胶料可采用高温硫化，硫化胶硫化返原性小。

反式聚异戊二烯橡胶可与其他橡胶并用，如与顺式聚异戊二烯橡胶并用，可改善后者的黏性、生胶强度、填充性和耐老化性能;与乙丙橡胶(特别是高黏性乙丙橡胶)并用，具有良好的共硫化性，并可改善乙丙橡胶的抗撕裂性能，且当乙丙橡胶的用量少于30份时，也能大大改善反式聚异戊二烯的抗臭氧性能。

反式聚异戊二烯橡胶适于生产轮胎、胶带、胶管等。

三、聚异戊二烯橡胶的品种与性能

(1)俄罗斯Volzhski合成橡胶公司(VolzhskiＨauchuk)的聚异戊二烯橡胶。其性能见表2－171，其中顺式－1，4－结构的含量＞96%。

表2－171　Volzhski聚异戊二烯橡胶的性能

(2)俄罗斯SKPremyer公司的聚异戊二烯橡胶。其性能见表2－172，其中顺式－1，4－结构的含量＞96%。

表2－172　SＨPremyer公司聚异戊二烯橡胶的性能

(3)俄罗斯Togliatti合成橡胶公司(Togliattisyntezkauchuk)的聚异戊二烯橡胶。其性能见表2－173，其中顺式－1，4－结构的含量＞96%。

表2－173　Togliatti合成橡胶公司聚异戊二烯橡胶的性能

(4)俄罗斯Nizhnekamsknehekhim公司的聚异戊二烯橡胶。其性能见表2－174，其中顺式－1，4－结构的含量＞96%。

表2－174　Nizhnekamskneftekhim公司聚异戊二烯橡胶的性能

(5)俄罗斯合成橡胶公司(KauchukCo.)的聚异戊二烯橡胶。其性能见表2－175，其中顺式－1，4－结构的含量＞96%，牌号为SKI－5的顺式－1，4－结构的含量是99%。

表2－175　俄罗斯合成橡胶公司聚异戊二烯橡胶的性能

(6)俄罗斯的CKΗ聚异戊二烯橡胶。其硫化胶的性能与稀土IR 和NR的比较见表2－176。

表2－176　CＨΗ，稀土IR与NR硫化胶性能的比较

(7)日本瑞翁公司(NipponZeonCo.，Ltd．)的Nipol聚异戊二烯橡胶。其性能见表2－177，其中顺式－1，4－结构的含量为98%。

表2－177　Nipol聚异戊二烯橡胶的性能

(8)日本合成橡胶公司(JapanSyntheticRubberCo.)商品名称为JSR的聚异戊二烯橡胶。其性能和用途见表2－178，其中顺式－1，4－结构的含量为98%，门尼黏度为82。

表2－178　JSR聚异戊二烯橡胶的性能和用途

(9)美国固特异轮胎和橡胶公司(GoodyearTire＆RubberCo.)商品名称为Natsyn的聚异戊二烯橡胶。其性能见表2－179，其中顺式－1，4－结构的含量为98%。

表2－179　Natsyn聚异戊二烯橡胶的性能

(10)德国壳牌化学公司(ShellChemicals)商品名称为CariflexIR的聚异戊二烯橡胶，有4种牌号:IR－305，IR－307，IR－309和IR－310。它们的顺式－1，4－结构的含量为92%，其中IR－305、IR－309分别填充了4份环烷油。

四、聚异戊二烯橡胶的应用

聚异戊二烯橡胶由于具有优良的力学性能，一般用于生产轮胎的胎面胶、胎体胶和胎侧胶;胶鞋、胶带、胶管、胶黏剂、工业制品、浸渍制品以及医疗、食品用制品等。

聚异戊二烯橡胶可以任意比例与天然橡胶并用，来生产轮胎，从而改善其老化裂口性，且耐磨性不降低，但拉伸强度有所降低。充油聚异戊二烯橡胶与天然橡胶并用作胎面胶，行驶生热低，且降低了成本。聚异戊二烯橡胶与聚丁二烯橡胶并用时，可改善聚异戊二烯橡胶的耐磨耗性能，且耐磨耗性能随聚丁二烯橡胶含量的增大而提高，拉伸强度和撕裂强度则随之下降，生热增加。当聚丁二烯橡胶用量增大时，要适当减少硫黄用量，以改善抗撕裂性能。聚异戊二烯橡胶与充油聚丁二烯橡胶并用(50∶50)时，能改善耐磨耗和老化裂口性，生热较低。聚异戊二烯橡胶与氯丁橡胶并用时，可改善抗静态臭氧、曝晒老化性能及工艺性能，而抗臭氧性能、耐低温性能则随聚异戊二烯橡胶用量的增加而提高，拉伸强度、定伸应力、硬度和耐油性都随之下降。对于中等耐油橡胶制品，聚异戊二烯橡胶的并用量为10%～20%;对于偶尔接触油类的制品，其用量可高达50%。这种并用胶可用于生产闭孔海绵、橡胶板、橡胶丝、V带、模制品。

【注释】

[1]氧指数是衡量聚合物燃烧性的一种通用指标。氧指数越高，则聚合物越难燃。氧指数＞27的聚合物，在空气中具有自熄性，称为难燃聚合物。