SBR是什么？分類品種、結(jié)構(gòu)特點、性能介紹
2.3.1 SBR是什么
丁苯橡膠( butadiene-styrene rubber,SBR)是丁二烯( butadiene)和苯乙烯( styrene)兩種單體通過乳液共聚或溶液共聚而得到的彈性高聚物
2.3.2SBR的分類品種
SBR的品種很多,通常根據(jù)聚合方法、填料品種、苯乙烯單體的投料量(與含量相關(guān))等分為幾個類型,如圖2-12所示。
2.3.2.1按聚合方法和條件分類
根據(jù)聚合方法的不同,可將SBR分為:乳聚SBR(ESBR)和溶聚SBR(SSBR)兩大類。其中,前者產(chǎn)量大,使用極為普遍,后者在20世紀60年代開始工業(yè)化生產(chǎn),近期有了較大發(fā)展(適用于綠色輪胎)乳聚SBR又可分為:高溫ESBR(50C聚合)和低溫ESBR(5°聚合)兩類。其中,低溫ESBR的性能好、產(chǎn)量大,應用普遍,而高溫ESBR已趨于淘汰;溶聚SBR因催化劑和聚合條件的不同,又有無規(guī)型、嵌段型和無規(guī)與嵌段并存的三大類。
2.3.2.2按填料品種分類
根據(jù)SBR填充材料的不同分為:充炭黑SBR、充油SBR和充油充炭黑SBR。
2.3.2.3按苯乙烯投料量分類
SBR按聚合時的苯乙烯投料量可分為:丁裝-10、丁苯-30、丁苯-50等品種(10、30、50等數(shù)字表示聚合時苯乙烯單體投入的質(zhì)量分數(shù))。其中,丁苯-30(實際苯乙烯含量為23.5%)是最常使用的它的綜合性能最好。
2.3.3SBR的結(jié)構(gòu)特點
SBR的化學結(jié)構(gòu)式為SBR分子結(jié)構(gòu)中,丁二烯和苯乙烯結(jié)構(gòu)單元隨機排列,呈無序結(jié)構(gòu);同時,丁二烯有順式-1,4、反式1,4和1,2三種加成結(jié)構(gòu),致使SBR分子鏈的規(guī)整性差,不能結(jié)晶。丁二烯的各種結(jié)構(gòu)含量隨聚合條件的變化有很大不同。表2-5對不同類型SBR的結(jié)構(gòu)特征作了對比,從表2-5中可知,低溫乳聚SBR的丁二烯結(jié)構(gòu)單元主體結(jié)構(gòu)為反式-1,4結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)類型的單一性較強,這也是低溫SBR性能優(yōu)于高溫SBR的重要原因之一。低溫乳聚SBR與NR一樣,也為不飽和碳鏈橡膠,但與NR相比其雙鍵數(shù)目較少,且不存在甲基側(cè)基及推電子作用,雙鍵的活性也較低;由于其分子主鍵上引入了龐大的苯基側(cè)基,并存在丁二烯-1,2結(jié)構(gòu)形成的乙烯側(cè)基,因此空間位阻大,分子鏈的柔性較差;此外其平均分子量較低,分子量分布較窄
2.3.4SBR的性能
2.3.4.1低溫乳聚SBR的物理性質(zhì)低溫乳聚SBR為淺褐色或白色(非污染型)彈性體,微有苯乙烯氣味,雜質(zhì)少,質(zhì)量較穩(wěn)定。其密度因生膠中苯乙烯含量不同而異如丁苯-10的密度為0.919gcm3,丁苯-30為0.944gcm3。能溶于汽油、苯、甲苯、氯彷等有機溶劑中。