其主要的催化剂是稀土化合物, 含量有聚丁二烯橡胶 (高顺式的1, 4结构) , 在稀土的元素中有比较高的催化活性物, 钕化合物, 因此也被叫做钕系顺丁橡胶。在加工的性能上比较优异, 并具有自粘性好、线性好、对相对的分子质量的分布可进行调整、链接结构的规整度比较高、平均的相对分子质量比价高等优点。除了溶聚丁苯橡胶, 稀土顺丁橡胶是另外的一种作为高性能的绿色的橡胶品种, 对轮胎均有耐用、安全与经济的作用, 在橡胶的品种上与性能上也被公认比较好的, 对轮胎的低滚动的阻力开发是其必备的材料。稀土顺丁橡胶相比镍系的顺丁橡胶, 有利于胎面的冠部胶崩花老化掉块的改善、轮胎的内生热与滞后的损失、对胎侧的龟裂老化改善、对抗湿性能与耐磨性能的提高等, 还可以与丁苯橡胶与天然橡胶合并使用, 有利于轮胎的高速性能与耐久性能的提高, 符合轮胎在环保、安全、高速及节能等高性能方面的发展, 作为顺丁橡胶的一种, 在节能轮胎与高性能的轮胎中其发展是最快的。
1 稀土顺丁橡胶的性能特点
以门尼黏度可分为中门尼黏度 (门尼黏度在35到50之间) 的产品, 通常是对轮胎性能上的改善, 其橡胶产品大多以镍、钴、钛代替传统的橡胶;另一种为门尼黏度 (门尼黏度大于50) 比较高的产品, 对充油的稀土顺丁橡胶在制备上有优异的加工性能, 也是充油橡胶在制作上的基础胶。稀土顺丁橡胶的灰分一般不会超过0.1%, 挥发分不超过0.75%, 对于质量的指标与镍系顺丁橡胶相比, 二者都比它略高一些。但是, 由于其催化的作用在生胶老化与热氧化的过程中没有明显的变化, 其化学性质过渡的金属元素钕在灰分中比较稳定, 所以, 稀土顺丁橡胶在灰分有些高的情况下, 生胶老化的性能不会受到影响。
稀土顺丁橡胶在焦烧的时间与硫化的时间与镍系顺丁橡胶其时间, 相对比较短, 生胶的强度也比较大, 有利于轮胎 (高生) 尺寸的稳定性能提高, 稀土顺丁橡胶在开炼机中包辊的行为, 在辊距的范围内与较宽温度中比较好, 在进行混炼时, 生胶在配合剂 (炭黑等) 分散效果与分散度相中, 粘度大, 门尼黏度在混炼胶中比较高, 结合能力与炭黑相比也非常强。
2 稀土顺丁橡胶的现状
稀土顺丁橡胶从发现到发展, 国内外都展开了对其工业化的开发与研究, 随着近几年的高性能的轮胎与高速公路的发展需要, 国内外都建立了稀土顺丁橡胶相应的生产装置。稀土顺丁橡胶在世界上的生产总能力已经达到约67.5万吨/a, 稀土顺丁橡胶的最大生产国家就是中国, 其总的生产能力大约占世界的30.4%, 生产的能力大约在20.5万吨/a。目前, 在世界上稀土顺丁橡胶的主要生产厂家是德国的朗盛公司, 尤其是其Buna系列的产品, 生胶的黏性比较好, 比较突出的为低声热性能与耐磨性及耐疲劳性, 并且胶料的强度比较大。在我国稀土顺丁橡胶最大的生产装置基地是华宇橡胶有限公司, 可以生产产品53、BR9100-41与47三个牌号的, 装置的生产能力是8万吨/a。
由于高性能的轮胎发展方向朝着扁平化、三位一体化、子午化及绿色轮胎发展, 高速公路发展的需要, 轮胎在制作工艺上的满足要求, 不仅是橡胶的原料的要求, 还要满足环保、高速、节能及安全上的要求。在目前的顺丁橡胶的产品中, 能满足上述要求的就是稀土顺丁橡胶。稀土顺丁橡胶有利于轮胎节能性、耐久性与高速性的提高, 在价格上, 镍系顺丁橡胶的价格比稀土顺丁橡胶的价格要低, 这就导致轮胎在生产中使用稀土顺丁橡胶的成本加大, 所以, 在我国对稀土顺丁橡胶的应用与生产还没有大规模的投入生产。
3 稀土顺丁橡胶发展的前景
在生产高性能的轮胎中, 轮胎的制造的产业发展传统的顺丁橡胶产品必然会被稀土顺丁的橡胶产品所代替, 高性能与绿色的轮胎生产在实施轮胎的标签法后将会得到进一步的提升, 从而促使稀土顺丁橡胶在需求量上进一步的增加。
我国的轮胎结构在目前的发展方向为斜交的轮胎转化为子午轮胎, 绿色轮胎与高性能的轮胎, 还有内胎转化为无内胎的也在逐渐的增多。轮胎的使用性能与质量在伴随着高速公路的建设与发展中, 其要求也越来越高。这也为稀土顺丁橡胶在我国的发展中, 带来了更大的空间与更好发展的机遇。
目前, 在世界上作为轮胎的出口与生产最大的国家, 我国的轮胎行业发展的重要途径就是对外出口。出口的要求要符合绿色轮胎的标准, 其材料要选择要使用性能高的橡胶, 这也就说明稀土顺丁橡胶在需求的数量上会增加。我国的稀土顺丁橡胶预计在2017年其实际中的总需求量要在6万到6.5万吨之间。
4 稀土顺丁橡胶在发展中问题的存在与发展的建议
稀土催化剂在我国的开发中比较早, 其中聚合物的分子结构受性质、活性的中心结构、及催化剂制备的方法等影响, 其规律还要进一步的进行研究。顺丁橡胶的能力需要提高设计合成与催化剂的效率, 对活性中心生成的机理进行探讨, 本体聚合的工艺及丁二烯气相的聚合工艺等在聚合的工艺上要加快开发新技术。
我国的稀土顺丁橡胶与欧洲 (意大利、朗盛) 的生产聚合物的公司相比, 生产技术还是有一定程度的差距的, 主要是顺丁橡胶的溶液黏度比较大, 相对分子的质量与聚合物的调节手段比较单一, 催化剂与烷基铝在用量上都比较偏大, 为了与国外的生产技术差距缩小, 对聚合工艺与新型的催化剂研制要加快速度。
开发新技术要通过原位的聚合与共聚合、环化与端基改性等方面, 为满足市场上的需求, 对稀土顺丁橡胶积极开发具有独特性的新牌号与新品种。以保证绿色轮胎在我国我国的发展稳步健康。
稀土顺丁橡胶在目前的生产能力上, 我国占据着世界的第一位, 但是在实际的生产中, 其开工率并不高, 而且大部分的装置都是新建的, 为了国内的生产得到满足, 其产量要进尽快维持稳产的水平, 对生产技术也要加强攻关。稀土顺丁橡胶在我国的开发应用与生产还位于刚起步的阶段, 对于目前的需求量还是有一定的限制的, 所以慎重对装置的扩建或者新建。
在我国的生产稀土顺丁橡胶的装置中, 不仅可以对稀土顺丁橡胶进行生产, 还可以对镍系顺丁橡胶进行生产, 一方面在市场的风险能力上会增加一些抵抗的能力, 但是大部分的企业都着重于自身利益, 镍系的产品在销路上比较好, 部分的企业可能就会因此而对稀土顺丁橡胶的产品生产基于停止, 而进行镍系顺丁橡胶产品的生产, 这对稀土顺丁橡胶的产品在使用于推广上造成了严重的影响。因此, 在轮胎的高性能领域上对稀土顺丁橡胶的应用, 国家应加大扶持在政策上的力度。
5 结语
在高性能的轮胎中, 对于稀土顺丁橡胶的应用前景是非常广泛的, 在轮胎的制造产业发展中, 传统的顺丁橡胶产品被稀土顺丁橡胶的产品取代是必然的趋势, 稀土顺丁橡胶的技术如果在研究中取得了突破性的成果, 对其生产的成本降低, 那么在未来的应用与发展中, 将更加的快速。
摘要：稀土顺丁橡胶在用途与性能上都非常的独特, 属于高性能化的顺丁橡胶产品, 本文对稀土顺丁橡胶在聚合与性能上进行了介绍, 并对其发展的现状与应用的前景做出了分析。
关键词：稀土顺丁橡胶,现状,发展前景
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