丁基橡胶综述分解

河南城建学院

丁基橡胶

专业：高分子材料与工程

学生姓名：

指导教师：

完成时间：2022年4月27日

摘要 (1)

1简介 (1)

1.1国内外发展史 (1)

1.1.1国内发展史 (1)

1.1.2国外发展史 (1)

1.2丁基橡胶的分子结构式 (2)

1.3丁基橡胶的分类 (2)

1.4丁基橡胶的优缺点 (3)

1.5国内外生产厂家 (4)

2.主要特性及用途 (4)

2.1主要特性 (4)

2.2用途 (5)

3. 丁基橡胶的聚合机理、影响因素 (5)

3.1丁基橡胶的聚合机理 (5)

3.2影响聚合反应的主要因素 (7)

4.生产工艺、改性及装备 (9)

4.1淤浆法工艺 (9)

4.2溶液法工艺 (10)

4.3丁基橡胶的改性 (11)

4.4生产设备 (12)

5.国内外生产现状和研究进展 (13)

5.1国内生产现状 (13)

5.2国外生产现状 (13)

5.3技术进展 (14)

6.存在问题 (15)

7.展望 (15)

参考文献 (16)

摘要

丁基橡胶具有优良的气密性、水密性以及优良的耐候性和耐化学腐蚀性，是内胎和无内胎轮胎密封内衬不可替代的胶种。本文介绍了丁基橡胶的国内外发展史、主要结构、分类、主要的性能、应用、国内外生产厂家、研究现状和进展以及对丁基橡胶的展望。

1简介

1.1国内外发展史

1.1.1国内发展史

兰州石化公司石化研究院从20世纪60年代初开始聚异丁烯的合成研究，1966—1983年期间，由原化工部和国家科委立项，进行了淤浆和溶液聚合工艺合成丁基橡胶的研究与工业化开发，在该院建成的以水-三氯化铝为引发剂体系。氯甲烷为溶剂的淤浆聚合工艺中试装置上，系统的开展了全流程工艺条件、设备、分析、控制等方面的研究，取得了良好的结果，为淤浆法丁基橡胶的工业化积累了经验。1983年后，北京化工大学继续从事有关聚异丁烯、丁基橡胶和卤化丁基橡胶的实验室研究工作。燕山石化公司从1983年开始筹建丁基橡胶工业生产装置。落实丁基橡胶工业生产技术来源以及聚合反应器是建设生产装置的关键，经过较长时间的工作，最终选择了引进意大利Pressindustria公司丁基橡胶和氯化丁基橡胶的生产技术和聚合反应器。1992年，原国家计委批准了燕山石化公司建设30kt/a丁基橡胶生产装置的项目建议书，并于1996年批复了项目的可行性研究报告。1996年，燕山石化公司与意大利Pressindustria公司签定了技术转让合同。燕山石化公司丁基橡胶工程于1997年破土动工，1999年建成投产。经过2年的试生产，2002年达到了设计生产能力。在试生产期间，该公司在有关单位的协助下，对Pressindustria公司丁基橡胶生产工艺技术做了重大改进。目前我国只有中国石化燕山石油化工公司合成橡胶厂1家生产企业，产量不能满足国内实际生产的需求，每年都要大量进口，开发利用前景广阔[1]。

1.1.2国外发展史

1937年，美国标准油公司的研究人员首次发现异丁烯与少量异戊二烯共聚

可制得橡胶共聚物，从而发明了丁基橡胶。1943年Exxon公司在美国Baton Rouge 工厂实现了丁基橡胶的工业化生产，1944年加拿大Polysar公司采用美国技术在Sarnia建成丁基橡胶生产装置。1959年后，法国、英国、日本也开始生产丁基橡胶。1991年，Bayer公司购买Polysar全部合成橡胶业务，Exxon公司也收购了在法国的丁基橡胶生产装置，从此世界丁基橡胶的生产基本上被Exxon和Bayer两大公司所垄断。1982年，前苏联在陶里亚蒂建成世界唯一的溶液聚合法丁基橡胶生产装置，所用聚合反应器由苏联合成橡胶研究院和意大利PI公司合作开发。目前，世界上只有美国、德国、俄罗斯和意大利4个国家拥有丁基橡胶生产技术，在国际市场上，Exxon公司和Bayer公司的丁基橡胶产品处于垄断地位，生产能力约占世界总生产能力的80%，此外，这两大公司在新产品和新技术的开发方面也处于世界领先地位[3]。

1.2丁基橡胶的分子结构式

CH3—（CH3）2 —[ CH2—（CH3）2]m— CH2—（CH3）2 — CH —CH2—[ CH2 —（CH3）2]n—

1.3丁基橡胶的分类

丁基橡胶（IIR）是第1个高饱和的橡胶品种，少量的异戊二烯的引入是为了获得可供硫化的双键。由于结构上的特点，丁基橡胶有良好的气密性和耐老化性。但也限制了其与聚二烯烃橡胶的并用，此外，分子中缺少极性基团，也使其与金属或橡胶的粘合性能差，随着合成橡胶工业发展和应用的需要，IIR现已开发成拥有衍生橡胶、改性橡胶、热塑性弹性体和热塑性硫化胶等品种通用橡胶[6]。通常按照异戊二烯的含量即不饱和度及是否卤化来分类[1]：

⑴一般品种：不饱和度为0.6~1.0%(mol）、1.1~1.5%(mol）、1.6~2.0%(mol）

2.1~2.5%(mol）

⑵卤化品种：氯化丁基橡胶、溴化丁基橡胶

①氯化丁基橡胶

氯化丁基橡胶（CIIR）的制备方法分干胶混炼氯化和溶液氯化两种方法。前一法是在开炼机上把吸附了氯气的活性炭或其它氯化剂混入丁基橡胶中经加热和混炼后制得；后一法是先把其橡胶溶于四氯化碳、氯仿或己烷等溶剂中，然后在常温下通过氯气进行氯化，即制得氯化丁基橡胶，由于该法已实现连续氯化工艺生产，故已成为主要的制造方法。极性氯原子的引入，可克服丁基橡胶硫化速

度慢、粘合性能差，与高不饱和橡胶难于共硫化等的问题。该胶能以单用或并用方式制造无内胎轮胎的气密层、浅色或白色胎侧、内胎、胶带、胶管、密封、绝缘或粘合等用胶料[5]。

②溴化丁基橡胶

溴化丁基橡胶（BIIR）的制备方法分干混炼法和溶液法等两种方法。按前一法可分别把N-溴代琥珀酰亚胺10%，二溴二甲基乙内酰脲7.5%或活性炭吸附溴（31.2%重量比）30%加入到在开炼机上的丁基橡胶中进行热混炼而制得；而后一法是将丁基橡胶溶解于氯化烃溶剂，再通入约3%的溴而制取的，该溴化过程是连续的，其产品质量均匀且稳定。溴化丁基胶与上述氯化丁基胶比，有更多的活性硫化点，硫化速度快，与不饱和型橡胶能更好粘合，有更高的耐老化、较低的焦烧安全性。主要可用作轮胎的气密层、胎侧、内胎、容器衬里、药品瓶塞和胶垫等。

⑶磺化丁基橡胶

磺化丁基橡胶（SIIR）是丁基橡胶经磺化后所得的产品，作为磺化剂可用二氧化硫或其它磺化物。该橡胶由于也含极性基团，故也能得到用氯化或溴化的改性效果，因而也宜于作聚合物改性剂和胶粘剂等。

⑷马来酸酐改性丁基橡胶

马来酸酐改性丁基橡胶（MIIR）是在丁基橡胶上接枝马来酸酐的橡胶。由于丁基橡胶大分子链上引入极性侧基，可提高生胶的硬度以及与其它聚合物材料相溶性或粘合性能，可用作聚合物增容剂、改性剂、溶剂型和热熔型胶粘剂以及热塑性体的原料等。

⑸交联丁基橡胶（又称三元丁基橡胶）

交联丁基橡胶是异丁烯,异戊二烯和二乙烯基苯的三元共聚物。

1.4丁基橡胶的优缺点

优点：

①透气率低，气密性好，丁基橡胶分子链中侧甲基排列密集，限制了聚合分子的热运动。

②热稳定性好：可在100℃或稍低温度下于空气中长期使用。脱硫的丁基橡胶使用温度可达150℃到200℃