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丁苯橡膠的生產(chǎn)工藝
丁苯橡膠( SBR) 是以丁二烯和苯乙烯為單體, 是目前世界上產(chǎn)量最高, 消費(fèi)量最大的通用合成橡膠( SR) 品種。它采用自由基引發(fā)的乳液聚合或陰離子溶液聚合工藝而得的,工業(yè)上多采用乳液聚合法。
丁苯橡膠的性能及應(yīng)用
乳液丁苯橡膠
丁苯橡膠(生膠)外觀是淺黃褐色的彈性體．分子量為15—20萬(wàn)(滲透壓法)，它的密度與Tg則隨生膠中苯乙烯含量而改變。
①乳液丁苯橡膠與天然橡膠的對(duì)比
丁苯生膠的介電性能、對(duì)氧及熱的穩(wěn)定性均比天然橡膠好。但是它的粘結(jié)性不好，可塑性低，所以不易加工。若用硫黃硫化時(shí)，它的硫化速度比天然橡膠慢，故須加入較多的硫化促進(jìn)刑。丁苯橡膠硫化后的硫化膠中，若加有炭黑補(bǔ)強(qiáng)劑，其強(qiáng)度可大大增加。它的彈性、耐磨性、耐老化性能均可超過(guò)天然橡膠；耐酸性、耐堿性、介電性及氣密性與天然橡膠相似。但是大分子結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)，滯后損失大，動(dòng)戀變形時(shí)發(fā)熱量大，由制造的輪胎使用壽命較短。
②乳液丁苯橡膠的應(yīng)用
大多數(shù)場(chǎng)合下可代替天然橡膠使用，主要用于汽車(chē)輪胎及各種工業(yè)橡膠制品。含苯乙烯較少的丁苯橡膠，可用作耐寒橡膠制品；苯乙烯含量高者，則制作硬質(zhì)橡膠制品。
丁苯乳液聚合的配方
表二 典型低溫乳液聚合生產(chǎn)丁苯橡膠配方
原料及輔助材料
冷法（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）
單體
丁二烯
72
苯乙烯
28
相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑
叔-十二碳硫醇
0.16
反應(yīng)介質(zhì)
水
105
脫氧劑
保險(xiǎn)粉
0.025-0.04
乳化劑
歧化松香酸鈉
4.62
引發(fā)體系
過(guò)氧化物
氫過(guò)氧化異丙苯
0.06-0.12
還原劑
硫酸亞鐵
0.01
雕白粉
0.04-0.10
螯合劑
EDTA-二鈉鹽
0.01-0.025
電介質(zhì)
磷酸鈉
0.24-0.45
終止劑
二甲基二硫代氨基甲酸鈉
0.10
亞硝酸鈉
0.02-0.04
多硫化鈉
0.02-0.05
其它（多乙烯多胺）
0.02
合成原理
①乳液聚合丁苯橡膠的聚合原理
丁二烯與苯乙烯在乳液中按自由基共聚合反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行聚合反應(yīng)。其反應(yīng)式與產(chǎn)物結(jié)構(gòu)式為：
在典型的低溫乳液聚合共聚物大分于鏈中順式約占9.5%，反式約占55%，乙烯基約占12%。如果采用高溫乳液聚合，則其產(chǎn)物大分于鏈中順式約占16.6%，反式約占46.3%，乙烯基約占13.7%。
雕白粉在丁苯橡膠中的使用
由于鏈引發(fā)反應(yīng)，F(xiàn)e2+經(jīng)氧化后變成Fe3+，F(xiàn)e3+呈棕色，如果其濃度較高將影響丁苯橡膠的色澤。為了減少Fe3+的濃度，工業(yè)上使用雕白粉(甲醛-亞硫酸氫鈉二水合CH2O.NaHSO3.2H2O)作為二級(jí)還原劑，使Fe3+還原為Fe2+。
4Fe3+ + 2CH2O.NaHSO3.2H2O → 4Fe2+ + 2HCOOH + Na2SO4 + H2SO4 + 8H+
由于消耗了二級(jí)還原劑雕白粉，硫酸亞鐵的用量顯著減少。
雕白粉，別名羥基甲亞硫酸鈉鹽水合物，屬亞磺酸系還原劑。紡織印染工業(yè)中用作染料的還原劑，橡膠工業(yè)用作氧化還原催化劑。
雕白粉的應(yīng)用典型工業(yè)簡(jiǎn)介：應(yīng)用于丁苯橡膠工業(yè)、紡織印染工業(yè)級(jí)合成樹(shù)脂、涂料、染料、感光材料、醫(yī)藥制糖、陶瓷、乙烯化合物的聚合反應(yīng)和氧化還原反應(yīng) 應(yīng)用于丁二烯、苯乙烯乳液共聚合成生產(chǎn)丁苯橡膠原理（氧化還原催化劑、聚合活化劑）
冷法：氧化→還原引發(fā)劑，聚合溫度低、橡膠性能較好
②還原劑。丁苯乳液共聚橡膠使用還原劑為硫酸亞鐵和雕白粉。雕白粉的用量為單體質(zhì)量的0.04%-0.10%，硫酸亞鐵為單體質(zhì)量的0.01%
③螯合劑為EDTA、二鈉鹽，用量為單體質(zhì)量的0.01%-0.25%
隨著科學(xué)的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，各行業(yè)對(duì)精細(xì)化學(xué)產(chǎn)品提出了不同質(zhì)量的更高要求，工業(yè)還原劑也是一樣。一方面，工業(yè)還原劑在合成過(guò)程中，鋅粉的質(zhì)量（鋅粉的純度和細(xì)度對(duì)合成反應(yīng)影響顯著及焦亞硫酸鈉與鋅的量比及合成活化的溫度、合成反應(yīng)時(shí)間和鋅活化發(fā)熱反應(yīng)的控制，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量都有非常重要的影響），尤其在橡膠行業(yè)。
對(duì)雕白粉的技術(shù)指標(biāo)含量、外觀、硫化物、鋅離子在還原反應(yīng)時(shí)提供了更高的要求。
本公司產(chǎn)品的生產(chǎn)項(xiàng)目以一步法生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的合格合成液為起點(diǎn)。經(jīng)過(guò)以下工藝生產(chǎn)成低味、無(wú)低聚物的澄清酸性還原液、還原粉。
雕白液的合成液→沉降→過(guò)濾→除鋅→沉降→過(guò)濾→脫硫去味→合成反應(yīng)→提純、提濃→過(guò)濾→包裝→澄清的成品
因此，擴(kuò)大使用一步法合成雕白液、雕白粉成品，丁苯橡膠乳液共聚使用，有利于節(jié)約資源。
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