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1、丁苯橡胶讲 座 提 纲 一、国内一、国内丁苯橡胶市场现状二、丁苯装置流程介绍二、丁苯装置流程介绍三、产品介绍及应用三、产品介绍及应用四、四、丁苯橡胶技术指标及测定丁苯橡胶技术指标及测定 丁苯橡胶（丁苯橡胶（SBR）是以丁二烯和苯乙烯为单）是以丁二烯和苯乙烯为单体，采用自由基乳液（体，采用自由基乳液（ESBR）或负离子溶液）或负离子溶液（SSBR）聚合制得；）聚合制得；国内国内丁苯橡胶市场现状 丁苯橡胶的加工性能和制品的使用性能接近丁苯橡胶的加工性能和制品的使用性能接近天然橡胶（天然橡胶（NR），耐磨性、耐热性、耐老化），耐磨性、耐热性、耐老化性优于天然橡胶；性优于天然橡胶； 用途广泛：可与用途
2、广泛：可与NR以及多种以及多种SR并用，用于并用，用于轮胎制品、胶管、胶带、汽车零部件、电线轮胎制品、胶管、胶带、汽车零部件、电线电缆以及其他多种工业橡胶制品。电缆以及其他多种工业橡胶制品。国内ESBR生产情况生产单位装置规模（万吨）备注兰州石化公司15.5吉林石化公司16.0齐鲁石化公司23.0江苏南通申华化工有限公司17扬子石化金浦橡胶有限公司10普利司通（惠州）5合计86.5天津陆港10计划2010年建成投产浙江萧山5拟建抚顺20拟建盘锦8拟建厦门乙烯10拟建国内丁苯橡胶消费状况国内丁苯橡胶消费状况 我国橡胶制品业发展迅速，各种橡胶制品产量都有大幅度增长，使得丁苯橡胶的需求量不断增加,主
3、要用于轮胎工业。单位单位装置规模（万吨）装置规模（万吨）燕山石化燕山石化3 3高桥石化高桥石化4.24.2茂名石化茂名石化3 3独山子石化独山子石化1010合计合计20.220.2国内SSBR生产情况ESBR采用乳液聚合，SSBR采用负离子溶液聚合。与ESBR相比，SSBR在性能上有更多的可调性，不但可以调节其苯乙烯结合量，还可以调节其丁二烯单元的微观结构和分子链的序列分布，从而使聚合物的滚动阻力和抗湿滑性之间建立最佳平衡，同时抗磨性能也可有所提高。发达国家开发的第2代和第3代SSBR的滚动阻力可比ESBR降低2030，湿抓着性和耐磨耗性分别提高3和10，基本满足轮胎在全天候条件下的高速、安全
4、、节能、耐用和舒适的。SSBR的生产成本一般要比ESBR高17，而且各生产商所生产的产品之间尚无很好的互换性，因此即使是发达国家的轮胎生产商，目前也仅将SSBR的使用限制在ESBR不能满足要求的产品（一般属于专用化产品）中。 ESBR与SSBR产品特点比较讲 座 提 纲 一、国内一、国内丁苯橡胶市场现状二、丁苯装置流程介绍二、丁苯装置流程介绍三、产品介绍及应用三、产品介绍及应用四、四、丁苯橡胶技术指标及测定丁苯装置流程介绍干燥器包装后进立体库100#单元300#单元400#单元600#单元装置流程介绍100#：原料罐区10装置流程介绍300#：聚合单元11聚合釜阵列聚合釜阵列DCSDCS操作室
5、操作室装置流程介绍400#：单体回收12装置流程介绍600#：凝聚、洗涤干燥和包装13压块包装压块包装干燥箱干燥箱装置流程介绍800#：产品贮存、装车14包装库外部包装库外部包装库内部包装库内部自主开发的聚合技术优势15技技术术优优势势 聚合转化率控制在6468%、聚合时间控制在1113小时，因此达到了减少系统凝胶及改善分子量分布的效果 经过多年的生产实践与分析数据对比，该技术减少了高转化率对产品质量的影响 通过采用多点加入分子量调节剂的方法，有效控制聚合度，保证产品质量精简的流程设计16原料在线配制原料在线配制 先进的先进的DCSDCS系统，对整个生产过程实现全系统，对整个生产过程实现全程监
6、控；开停车实现程序化程监控；开停车实现程序化填充油在线乳化填充油在线乳化 所有进入聚合系统的物料计量均采用 各类 流量计精确计量加入 避免人为因素对生产工艺的不利影响 消除各种外部不利条件的影响，达到系统平稳操作运行，确保产品质量稳定先进的控制手段u先进的配方管理控制系统先进的配方管理控制系统(GSM)(GSM)，可在不停车状况下实现，可在不停车状况下实现牌号切换；牌号切换；u本装置设置了紧急联锁停车控制系统，可确保装置在事故本装置设置了紧急联锁停车控制系统，可确保装置在事故状态下，实现停车程序的自动引导，可及时、有效的实现状态下，实现停车程序的自动引导，可及时、有效的实现装置停车，避免事故的
7、进一步扩大；装置停车，避免事故的进一步扩大； u成品仓库为立体库管理，自动化程度高，管理有序，产品成品仓库为立体库管理，自动化程度高，管理有序，产品管理差错率小。管理差错率小。17清洁化生产 脱气塔采用兰州石化公司现在用的大孔径筛板塔设计、二脱气塔采用兰州石化公司现在用的大孔径筛板塔设计、二级脱气塔串联分离级脱气塔串联分离 ，该塔的特点是运行周期长，游离苯乙，该塔的特点是运行周期长，游离苯乙烯脱出效果好；烯脱出效果好； 采用环保型助剂使橡胶产品中亚硝基含量满足环保要求；采用环保型助剂使橡胶产品中亚硝基含量满足环保要求； 收集生产过程尾气，由废气风机送至尾气吸收塔进行碱洗，收集生产过程尾气，由废
8、气风机送至尾气吸收塔进行碱洗，排入大气后，减少了对周边环境的影响，改善本装置周围排入大气后，减少了对周边环境的影响，改善本装置周围的环境质量。的环境质量。采用先进的污水处理技术采用先进的污水处理技术 ，处理后污水可达到生活杂用水，处理后污水可达到生活杂用水水质标准。整个装置设计现了清洁化生产水质标准。整个装置设计现了清洁化生产 18讲 座 提 纲 一、国内一、国内丁苯橡胶市场现状二、丁苯装置流程介绍二、丁苯装置流程介绍三、产品介绍及应用三、产品介绍及应用四、四、丁苯橡胶技术指标及测定20SBR-1500、1500ESBR-1502、1502ESBR-1778、1778ESBR-1712、171
9、2E、1723N产品介绍产品介绍在生产过程中，使用会产生亚硝胺的助剂，亚硝胺作为一种致癌物成为限制丁苯橡胶继续发展的一个瓶颈问题。在橡胶后加工过程中，普通橡胶经过炼胶、硫化等工序在高温高压条件的作用下会释放出一些如亚硝胺化合物等有毒有害物质。橡胶制品在使用过程中，因环境温度、日光照射等造成防老剂、终止剂等助剂的挥发、迁移、喷霜和抽出等。丁苯橡胶21丁苯橡胶产品22丁苯橡胶丁苯橡胶SBR1500SBR1500俗称俗称“污染型丁苯胶污染型丁苯胶”丁苯橡胶丁苯橡胶SBR1502SBR1502俗称俗称“非污染型丁苯胶非污染型丁苯胶” 环保型丁苯橡胶采用环保环保型丁苯橡胶采用环保型助剂替代原来的三种非环
10、保型助剂替代原来的三种非环保型终止剂（福美钠、二乙羟胺、型终止剂（福美钠、二乙羟胺、亚硝酸钠）来终止聚合反应亚硝酸钠）来终止聚合反应 。 环保型丁苯橡胶可以取代环保型丁苯橡胶可以取代传统的丁苯橡胶，广泛的用于传统的丁苯橡胶，广泛的用于轮胎、汽车零部件、胶管、胶轮胎、汽车零部件、胶管、胶带、胶鞋等的生产。带、胶鞋等的生产。环保型丁苯橡胶23环保型丁苯橡胶的前景 在橡胶的生产、使用过程中不存在也不产生致癌物亚硝基胺类化合物，符合与人员、环境和谐发展的理念 打破了欧盟对我国丁苯橡胶生胶出口欧洲国家的挥发物不达环保要求的技术壁垒 制成的橡胶制品符合环保要求，产品适用的范围扩大，也就是扩大了产品销路环保
11、型丁苯橡胶产品25 丁苯松香胶，含深色防老剂，称为污染型丁苯胶。不适于彩色或透明制品。SBR-1500E可用于轮胎、输送带、胶管、黑色鞋底、橡胶垫、辊筒、压出制品及其它使用碳黑的工业制品。SBR1500E 生产时在SBR-1500E的胶乳中填充了约27.5%的高芳烃油，加工性佳，有良好的耐湿滑性，耐磨耗性佳。适用于轮胎、输送带、胶管及其它一般黑色的工业用品。SBR1712E环保型丁苯橡胶产品26 采用浅色防老剂，称为非污染型丁苯胶。颜色近似透明，适用于彩色及透明制品、轮胎、浅色透明鞋底、胶布、医疗用品、辊筒等 。SBR1502E 与SBR-l502E相同，但是填充了浅色油类，成本相对较低。适用
12、于鞋底、鞋跟、浅色轮胎、胶布、玩具等淡色透明制品 。SBR1778E环保型丁苯橡胶产品SBR-l500E环保型丁苯橡胶产品SBR-l502E环保型丁苯橡胶的检测结论 环保型丁苯橡胶中亚硝胺含量及生成已成为业界关注的焦点 兰州石化环保型丁苯橡胶送欧洲政府和行业均认可其检测结果的德国橡胶工业研究院（Deutsches Institut fDeutsches Institut f r r Kautschuktechnologie e. V.Kautschuktechnologie e. V.简写为DIK），经甲醇索氏抽提法进行环保型检测，对八类高挥发性亚硝基胺类物和两类低挥发性亚硝基胺类物检测。检测
13、结果表明：亚硝基胺类物亚硝基胺类物含均低于检测方法和检测仪器含均低于检测方法和检测仪器的最低限，环保性能良好。的最低限，环保性能良好。环保型丁苯橡胶亚硝基胺类化合物DIK检测结果环保型充油丁苯橡胶的检测结论 环保与节能是当今材料工业发展的两大主题，为了减少车辆行驶过程中因轮胎磨耗而产生的稠环芳烃（PCA）微粒的排放污染，自2010年1月1日起，欧盟正式实施2005/69/EC指令，要求进入欧盟市场的轮胎将不得使用有毒的芳烃油（DAE），而必须使用环保型轮胎橡胶油进行替代。 充油橡胶油品中稠环芳烃含量地控制也成为环保型橡胶发展的重要课题。 兰州石化生产的环保型充油丁苯橡胶SBR1723N产品已通
14、过德国环境致癌物生化研究所(BIU)检测产品8种芳烃含量和德国橡胶工业研究院(DIK)检测产品亚硝基胺类化合物，测试结果合格。SBR1723N产品8种芳烃含量BIU检测结果SBR1723N产品亚硝基胺类化合物DIK检测结果 讲 座 提 纲 一、国内一、国内丁苯橡胶市场现状二、丁苯装置流程介绍二、丁苯装置流程介绍三、产品介绍及应用三、产品介绍及应用四、四、丁苯橡胶技术指标及测定丁苯橡胶技术指标牌号、等级挥发分%灰 分%结合苯乙烯%生胶门尼粘度ML（1+4）100混炼胶门尼粘度ML（1+4）100300%定伸应力MPa(35min)拉伸强度MPa扯断伸长率%SBRSBR15001500优等优等品品
15、0.60.60.50.50 022.524.522.524.547574757888815.519.515.519.524.024.0400400合格合格品品1.01.04559455914.220.214.220.223.023.0SBRSBR1500E1500E优等优等品品0.600.600.50.50 022.524.522.524.547574757888815.519.515.519.524.024.0400400合格合格品品1.001.004559455914.220.214.220.223.023.0SBRSBR15021502优等优等品品0.600.600.50.50 022.
16、524.522.524.545554555939320.62.020.62.025.525.5340340合格合格品品0.900.904456445620.62.520.62.524.524.5330330SBRSBR1502E1502E优等优等品品0.600.600.50.50 022.524.522.524.545554555939320.62.020.62.025.525.5340340合格合格品品0.900.904456445620.62.520.62.524.524.5330330丁苯橡胶技术指标牌号、等级挥发分%灰 分%结合苯乙烯%油含量%生胶门尼粘度ML（1+4）100混炼胶门尼
17、粘度ML（1+4）100300%定伸应力MPa(35min)拉伸强度MPa扯断伸长率%SBR1712优等品0.60.60.500.5022.524.22.524.5 525.329.325.329.344544454707012.116.112.116.119.419.4380380合格品1.01.024.330.324.330.34256425611.616.611.616.618.418.4370370SBR1712E优等品0.600.600.500.5022.524.22.524.5 525.329.325.329.344544454707012.116.112.116.119.419.
18、4380380合格品1.001.0024.330.324.330.34256425611.616.611.616.618.418.4370370SBR1723N合格品0.60.60.50.522.524.22.524.5 524.330.324.330.342564256707011.616.611.616.618.418.4370370SBR1778E优等品0.750.750.50.522.524.22.524.5 525.329.325.329.340504050646410.014.010.014.017.517.5430430合格品1.01.01.01.024.330.324.330.
19、3385238529.014.09.014.016.516.5410410挥发分的测定开炼机要求辊筒直径（外径），mm 150155辊筒长度（两挡板间），mm 250280前辊筒（慢辊）转速，r/min 241辊筒速比 1.0:1.4两辊筒间隙（可调），mm 0.28.0辊距允许偏差 10%或0.05mm，取较大者控温偏差， 5 橡胶中的挥发分主要由两部分构成，大部分为水分，少部分为低分子物质。 挥发分过高会使丁苯橡胶的门尼粘度降低，可能造成橡胶在混炼时打滑，不易包辊，同时还可能造成橡胶在硫化时产生气泡。 挥发分的测定采用的标准为GB/T 6737-1997生橡胶 挥发分含量的测定中的热辊法灰
20、分的测定GB/T 4498-1997 灰分灰分是指在规定条件下，灼烧后剩下的不燃烧物质。灰分的组成一般认为是一些金属元素及其盐类。灰分高，说明橡胶中的金属元素多，这些金属元素会加快橡胶在加工使用过程中老化速度。 原理：将已称量试样放入坩埚中，在调温电炉上加热。待挥发性的分解产物逸去后，将坩埚转移到马福炉中继续加热直至含碳物质被全部烧尽，并达到质量恒定。结合苯乙烯的测定结合苯乙烯是指参与聚合生成丁苯橡胶反应的那部分苯乙烯。普通丁苯橡胶的苯乙烯含量通常为23。如提高苯乙烯含量可增加强度，但使伸长率降低，粘着性变差。苯乙烯含量为50-70的丁苯共聚物虽呈树脂状，但一般泛称高苯乙烯橡胶，主要用于和普通
21、丁苯橡胶掺混，制浅色鞋底。苯乙烯含量为10左右的丁苯橡胶用于耐寒制品。结合苯乙烯采用GB/T8658-1998进行测定门尼粘度的测定名称名称尺寸尺寸转子直径转子直径大大小小38.1038.100.030.0330.4830.480.030.03转子厚度转子厚度5.545.540.030.03模腔直径模腔直径50.950.90.10.1模腔深度模腔深度10.5910.590.030.03 门尼粘度的高低在一定程度上反应了橡胶加工性能的好坏、分子量的高低及分布范围宽窄。门尼粘度高其分子量高、分布范围宽，胶料不易混炼均匀及挤出加工。门尼粘度低其分子量低、分布范围窄，胶料易粘辊。门尼粘度过低则硫化后制
22、品抗拉强度低。门尼粘度的测定GB/T 1232.1 原理：在规定的试验条件下，使转子在充满橡胶的模腔中转动，测定橡胶对转子转动时所施加的转矩，并将规定的转矩作为门尼粘度的计量单位。门尼粘度的表示：ML(1+4)100 或MS(1+4)100 M表示门尼（Mooney）L表示大转子（Large），S表示小转子（Small）1+4表示预热1分钟，转子转动测试4分钟100表示试验时的模腔温度为100 测试温度：1000.5转子转速：2.00r/min0.02r/min模腔压力：11.5kN0.5kN预热时间：1min测试时间：4min硫化胶拉伸应力应变性能的测试混炼混炼混炼混炼 通过适当的加工将配合
23、剂与生胶均匀混合在通过适当的加工将配合剂与生胶均匀混合在一起，制成质量均一的混合物的工艺过程。一起，制成质量均一的混合物的工艺过程。硫化硫化硫化硫化 线性高分子通过交联作用而形成的网状高分线性高分子通过交联作用而形成的网状高分子的工艺过程。从物性上即是塑性橡胶转化为弹子的工艺过程。从物性上即是塑性橡胶转化为弹性橡胶或硬质橡胶的过程。性橡胶或硬质橡胶的过程。测试测试测试测试 在恒速移动的拉力试验机上，将哑铃状或环在恒速移动的拉力试验机上，将哑铃状或环状标准试样进行拉伸，在拉伸过程中按要求记录状标准试样进行拉伸，在拉伸过程中按要求记录所用的拉力以及伸长率所用的拉力以及伸长率 硫化胶拉伸应力硫化胶拉
24、伸应力应变性能直接反应了丁苯橡胶的物理性能好坏，是用户最关注的性能。拉伸强度反应了橡胶的刚性，而扯断伸长率反应了橡胶的弹性。混炼胶的硫化平板硫化机要求平板硫化机要求平板平行度在0.25mm/m之内在模具型腔面积上施加的压强不低于3.5MPa硫化条件硫化条件硫化温度：1450.5硫化时间：35min硫化压力：3.5MPa硫化特性曲线理想的橡胶硫化曲线应满足：理想的橡胶硫化曲线应满足：（1 1） T10T10足够长，充分保证生产加工安全性；足够长，充分保证生产加工安全性；（2 2） 硫化速度快（硫化速度快（T90T90短），提高效率短），提高效率, ,降低能耗；降低能耗；（3 3） 正硫化时间要长
25、。正硫化时间要长。 通过胶料定伸强度的测量（或硫化仪）可以看到，整通过胶料定伸强度的测量（或硫化仪）可以看到，整个硫化过程可分为硫化诱导，预硫，正硫化和过硫（对天个硫化过程可分为硫化诱导，预硫，正硫化和过硫（对天然胶来说是硫化返原）四个阶段。然胶来说是硫化返原）四个阶段。 硫化过程 硫化诱导期（焦烧时间）内，交联尚未开始，胶料有很好的流动性。这一阶段决定了 胶料的焦烧性及加工安全性。这一阶段的终点，胶料开始交联并丧失流动性。硫化诱导期的长短除与生胶本身性质有关，主要取决于所用助剂，如用迟延性促进剂可以得到较长的焦烧时间，且有较高的加工安全性。硫化过程硫化诱导期以后便是以一定速度进行交联的预硫化
26、阶段。预硫化期的交联程度低，即使到后期硫化胶的扯断强度，弹性也不能到达预想水平，但撕裂和动态裂口的性能却比相应的正硫化好。到达正硫化阶段后，硫化胶的各项物理性能分别达到或接近最佳点，或达到性能的综全平衡。正硫化阶段（硫化平坦区）之后，即为过硫阶段，有两种情况：天然胶出现“返原”现象（定伸强度下降），大部分合成胶（除丁基胶外）定伸强度继续增加。对任何橡胶来说，硫化时不只是产生交联，还由于热及其它因素的作用产生产联链和分子链的断裂。这一现象贯穿整个硫化过程。在过硫阶段，如果交联仍占优势，橡胶就发硬，定伸强度继续上升，反之，橡胶发软，即出现返原。 拉伸性能的测试拉力试验机要求拉力试验机要求测试速度：500mm/min50mm/min测力精度：B级裁刀要求裁刀要求狭小部分宽度：6.0mm6.4mm狭小部分厚度：1.8mm2.2mm试验长度：25.0mm0.5mm测厚计要求测厚计要求百分表分度值：0.01mm小杆的总质量：7.2g拉伸强度拉伸强度：试样拉伸至断裂过程的最大拉试样拉伸至断裂过程的最大拉伸应力伸应力扯断伸长率扯断伸长率：试样在拉断时的伸长率试样在拉断时的伸长率300%300%定伸应力定伸应力：拉伸试样时，其伸长率达拉伸试样时，其伸长率达到到300%300%时的拉伸应力时的拉伸应力谢谢大家！欢迎指正批评！
