聚异戊二烯橡胶

聚异戊二烯橡胶
１概述
在60年代初异戊二烯橡胶（ＩＲ）工业化开发的早期阶段,普遍认为它将替代天然橡胶,但后来因为天然橡胶价格要比异戊二烯价格低10-40%,聚异戊二烯橡胶在美国、西欧和日本只能得到天然橡胶５－７％的市场份额。

在７０和８０年代前苏联为摆脱天然橡胶的进口，花了很大力气建设聚异戊橡胶装置。

虽然１９９４－１９９６年间前苏联约有４０％的聚异戊二烯橡胶装置已停产，但他在１９９５年仍占世界聚异戊二烯橡胶总能力的７０％。

估计世界７５％的异戊橡胶是用作轮胎和轮胎制品。

预计今后５年聚异戊二烯橡胶的生产和消费在美国、西欧和日本不会有太大的变化，东欧或许会有较大的发展。

２国内生产概况
目前国内无聚异戊二烯橡胶生产装置。

吉林化工研究院曾作过大量的研究开发工作，开发了醚醛一步法生产异戊二烯的新工艺，并研制了醚醛法合成异戊二烯的第二代催化剂，还开发了稀土ＩＲ和反式ＩＲ的聚合技术。

上述技术均通过了原化工部的技术鉴定。

该院已完成1.5万吨／年稀土系ＩＲ和500吨／年反式ＩＲ工业装置的基础设计。

此外为发展以ＩＲ为基础的精细化工产品，该院还开发了用于大规模集成电路的负型光刻原胶和液体异戊橡胶，并且通过技术鉴定。

中国科学院长春应用化学研究所对稀土催化异戊二烯聚合进行了广泛的研究，开发出本体法合成ＩＲ新工艺，并取得阶段性成果。

近几年来青岛化工学院也对反式异戊胶的合成进行了研究，用负载型钛系催化剂开发出异戊二烯本体沉淀聚合新方法，合成出分子量约70000,反式含量大于９８％的反式异戊胶，并对聚合反应动力学、聚合产品性能等进行了深入系统的研究。

３生产工艺概述
3.1 异戊二烯单体生产技术
异戊二烯单体的生产可采用Ｃ5馏抽提法、烯醛二步法、异戊烷两步脱氢法、烯醛液相一步法、醚醛法和由2-丁烯和合成气制异戊二烯的方法等。

3.2聚异戊二烯橡胶生产技术
采用已定型的连续聚合法生产。

工业上采用的催化剂有由四氯化钛和烷基铝组成的齐格勒－纳塔催化剂、有机锂催化剂及７０年代开发的稀土催化剂。

由其合成的异戊橡胶分另称为钛胶、锂胶和稀土胶。

由齐格勒－纳塔催化剂合成的是高顺式异戊胶，由有机锂催化剂合成的异戊胶顺式含量较低，一般为低顺式异戊胶。

由稀土催化剂生产的稀土胶顺式含量也较高。

锂胶是最早实现工业化的异戊胶胶种，但由于其顺式１，４结构含量低，在使用中不能象钛系橡胶那样替代较多的天然橡胶，而且生产过程中对原料的质量要求高，因而限制了它的应用。

钛胶是最主要的异戊胶，除荷兰的Shell公司外，其它公司生产的几乎都是钛胶。

稀土胶是７０年代开发的胶种，其生产技术具有催化剂用量少，对原料规格适应性强，橡胶凝胶含量少、流程短和消耗定额低等优点。

４国内需求和需求增长率
国内不生产异戊橡胶，需求靠进口满足。

1994-1998年每年进口量为1000~2240吨,各年的进口量有升有降,但1999年进口量增长到1万吨以上。

1992-1999年历年进口量、出口量列于表1和图1。

1994~1998年需求的年均增长率为2.3%。

表1 我国聚异戊二烯橡胶的进口量和出口量 /吨
进口初级形状的异戊二
烯橡胶进口异戊二烯橡胶片、板
和带
出口异戊二烯橡胶片、板
和带
总进口量
1992 1675 516 2191 1994 1066 767 1833 1995 414 629 1043 1996 651 735 1386 1997 574 1668 2242 1998 223 1099 25 1297 1999 10024 1242 238 11028
５价格
我国初级形状的聚异戊二烯橡胶和它的板、片、带的每年的平均进口价格列于表2,由表可见初级品的平均价格由730到1800美元/吨;板、片、带的价格由1157到2076美元/吨。

表2 我国进口的聚异戊二烯橡胶的年平均价
初级形状的聚异戊二烯橡胶聚异戊二烯橡胶板、片、带等1992 917 1157.0
1994 902 1159.1
1995 1816 1173.3
1996 1180 1427.2
1997 1354 1381.3
６应用分配
目前工业化生产的聚异戊二烯弹性体主要有两种,即顺式-1,4-聚异戊二烯和反式1,4-聚异戊二烯。

前者的分子结构和性能类似于普通天然橡胶,可替代天然橡胶用于轮胎和轮胎制品、泡沫橡胶、胶管、垫片、手套以及其它用途；后者的分子结构和性能类似于巴拉塔胶或杜仲胶，是一种结晶性的热塑性聚合物，熔点为６０℃，在室温下定伸强度、耐切割性和耐磨性优良，主要用于高尔夫球外壳．医用夹板和热熔胶粘剂等，少量用于电线电缆和传输带等。

美国1985、1990和1995年聚异戊二烯弹性体消费方式见表3,西欧和日本的消费方式分别见表4和表5。

表3 美国聚异戊二烯橡胶的应用状况
表4 西欧聚异戊二烯橡胶的消费状况 /%
轮胎70
机械制品15
密封胶和粘合剂6
鞋类2
制药2
其它 5
总量100
表5 日本聚异戊橡胶的消费状况 / kt
７发展前景
聚异戊二烯橡胶由于成本和性能的原因并未能成功地替代天然橡胶，从1983年到1996年世界聚异戊二烯橡胶的消费量并没有增加，一直维持在11~13万吨左右。

1996年世界聚异戊二烯橡胶的总消费量只有12.8万吨，且前苏联占80%的份额。

美国现在聚异戊二烯橡胶的消费量只相当于天然橡胶的5%，西欧只相当于4%,前苏联也观闭了40%的生产能力。

看来，聚异戊二烯橡胶并不是发展前景好的石化产品，我国每年需要的少量产品可靠进口满足，没有必要花费太多的人力和财力做更多的开发工作。