丁苯橡胶

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丁苯橡胶（SBR) 是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶之一。它是丁二烯与苯乙烯的无规共聚物。其物理机构性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度较天然橡胶更为优良，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用，广泛用于轮胎、胶带、胶管、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域。

目录

编辑本段

丁苯橡胶

单体：1,3-丁二烯（CH2=CH-CH=CH2）、苯乙烯（C6H5C2H3 ）。

聚合反应：CH2=CH-CH=CH2+C6H5-CH=CH2 ——→

-[CH2-CH=CH-CH2-CH(C6H5)-CH2]-n

丁苯橡胶是产量最大的通用合成橡胶，有乳聚丁苯橡胶、溶聚丁苯橡胶。丁苯橡胶是浅黄褐色弹性固体，密度随苯乙烯含量的增加而变大，耐油性差，但介电性能较好；橡胶抗拉强度只有20-35千克力/平方厘米，加入炭黑补强后，抗拉强度可达250-280千克力/平方厘米；其黏合性﹑弹性和形变发热量均不如天然橡胶，但耐磨性﹑耐自然老化性﹑耐水性﹑气密性等却优于天然橡胶，因此是一种综合性能较好的橡胶。丁苯橡胶是橡胶工业的骨干产品，它是合成橡胶第一大品种，综合性能良好，价格低，在多数场合可代替天然橡胶使用，主要用于轮胎工业，汽车部件、胶管、胶带、胶鞋、电线电缆以及其它橡胶制品。

编辑本段产品描述

英文名 Emulsion-polymerized styrene butadiene rubber （E-SBR）

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生产方法由丁二烯和苯乙烯在低温下进行自由基乳液聚合而制得。

产品性能常温下为白色固体或透明无悬浮物液体，有微芳香味，是一种性能上更优于工业直链烷基苯的洗涤剂产品原料。以其为原料衍生的表面活性剂产品，性能优良，生物降解性能好，耐硬水，皮肤感觉柔和，脱脂力小，更适合低温洗涤，在低温仍有卓越的去污能力。

产品性能 SBR－1500是通用污染型软丁苯橡胶的最典型品种，生胶的粘着性和加工性能均优，硫化胶的耐磨性能、拉伸强度、撕裂强度和耐老化性能较好。SBR－1502是通用非污染型软丁苯橡胶的最典型品种，其性能与SBR－1500相当，有良好的拉伸强度、耐磨耗和屈挠性能。SBR－1712是一种填充高芳香烃油的软丁苯橡胶的污染性品种，它具有优良的粘着性、耐磨性和可加工性以及价格便宜等优点。

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用途 SBR-1500广泛用于以炭黑为补强剂和对颜色要求不高的产品，如轮胎胎面、翻胎胎面、输送带、胶管、模制品和压出制品等。SBR-1502广泛用于颜色鲜艳和浅色的橡胶制品，如轮胎胎侧、透明胶鞋、胶布、医疗制品和其他一般彩色制品等。SBR-1712广泛用于乘用车轮胎胎面胶，轮胎胎面胶、输送带、胶管和一般黑色橡胶制品等。

包装与储运 SBR-1500和SBR-1502，内包装为一层聚乙烯薄膜，外包装为聚丙烯涂膜编织袋。每袋净重35kg±0.5kg。应存放在干燥、通风、清洁和温度不高于室温的仓库中。贮存时应避免污染、雨淋、水浸和太阳光直射。在运输过程中，不得曝晒在阳光下，不能混入杂物；不得与易燃品、油污品等堆放在一起。运输车厢应保持清洁，避免包装破损和杂物混入，敞车运输要盖防雨布。本产品保质期为两年。

编辑本段补强

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纳米碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新型填料，广泛应用于橡胶和塑料行业。由于其来源广泛，价格低廉，品种规格多，填充量大，着色自由，无毒，对高分子材料具有明显的补强效果，故有着广阔的应用前景。但由于纳米碳酸钙具有表面能高，亲水疏油，极易团聚的特点，难以在非极性或弱极性的橡胶和塑料中均匀分散，限制了其补强作用的发挥。我国橡胶行业大量使用碳酸钙，但多为直接填加未改性的微米级碳酸钙，少数使用硬脂酸包覆的碳酸钙。硬脂酸包覆型纳米碳酸钙仅为物理改性，碳酸钙颗粒在橡胶基体中的分散性虽优于未改性的碳酸钙，但与橡胶基体的作用很弱，易造成应力集中而使断裂发生在填料颗粒与基体之间。为了从根本上改善填料在橡胶基体中的分散，更有效地发挥其补强作用，本文使用带有酚醛结构的反应性有机改性剂对纳米CaCO3进行表面改性制得的改性纳米碳酸钙（M-CaCO3），填充到丁苯橡胶（SBR）中，制备了SBR/M-CaCO3纳米复合材料，对复合材料的力学性能、热稳定性能和耐老化性能等进行了研究，并与工业化产品硬脂酸包覆型纳米碳酸钙（CCR）的性能进行了比较。

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实验部分

1.1 原材料

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CCR：硬脂酸包覆型，平均粒径80nm，pH值8.7~9.5，广东恩平市广平化工实业有限公司产品；M-CaCO3：自制，由带有酚醛结构的反应性有机改性剂在固相粉体状态对纳米CaCO3进行表面改性制得；SBR：牌号1502，吉林石化公司产品；其他橡胶配合剂均为市售工业品。

1．2 试样制备

基本配方（质量份）：SBR 100，氧化锌4，硬脂酸2，促进剂DM 0.5，促进剂CZ

1.5，防老剂4010NA1.5，硫黄1.5，CaCO3变量。

混炼及硫化：采用上海第一橡胶机械厂生产的X（S）K-160型开炼机进行生胶的塑炼以及CaCO3和各种配合剂的混炼。配合剂加料顺序为：活

化剂，促进剂，防老剂，填料（纳米碳酸钙）和硫黄。采用上海第一橡胶机械厂生产的25t平板硫化机对试样进行硫化，硫化温度160℃，硫化时间采用台湾优肯公司生产的UR2030型硫化仪测定。

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1.3 分析与测试

力学性能：拉伸试验和撕裂强度试验均在台湾优肯公司生产的UT一2060型电子拉力机上进行，拉伸速率为500mm/min。拉伸强度、定伸应力、拉断伸长率和拉断永久变形按GB/T 528—1998测定，撕裂强度（直角形试样，无缺口）按GB/T 529一1999测定。邵尔A型硬度按GB/T531—1999

测定。

TEM分析：采用日本电子公司生产的JEM-100 CXⅡ型TEM进行分析，将SBR/CCR和SBR/M-CaCO3纳米复合材料硫化胶试样在液氮中冷冻切片后观察并拍照。

热空气老化性能：将试样置于70℃的热空气老化箱中72h后，计算其热空气老化前后的拉伸强度、拉断伸长率等性能的变化。

热重分析（TGA）：采用美国TA公司生产的TGA 2050型热重分析仪进行测试。在氮气气氛下，以10℃/min的速率升温，从室温（25℃）升至600℃。

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结果与讨论

2．1 SBR/M-CaCO3和SBR/CCR的力学性能

未补强的SBR力学性能很低，拉伸强度只有1.67MPa，撕裂强度只有8.6kN/m[2]。M-CaCO3对SBR的补强效果明显好于CCR。随着CCR的加入，SBR的拉伸强度和撕裂强度上升趋势缓慢，说明CCR对SBR的补强效果不明显；而加入M-CaCO3，材料拉伸强度大幅度提高。当M-CaCO3添加量为20份时，拉伸强度达到最大18.81MPa，为未补强SBR的11倍，同时也是添加同等份数CCR的5倍；M-CaCO3用量超过40份时拉伸强度呈下降趋势。复合材料300%定伸应力也随着M-CaCO3的加入有较大提高，而随着CCR的加