丁苯橡膠<DIV id=lemmaContent><DIV class=bpctrl></DIV> 是丁二烯和苯乙烯經(jīng)共聚合制得的橡膠。是產(chǎn)量最大的通用合成橡膠，有乳聚丁苯橡膠 、溶聚丁苯橡膠。丁苯生膠是淺黃褐色彈性固體，密度隨苯乙烯含量的增加而變大，耐油性差，但介電性能較好；生膠抗拉強(qiáng)度只有20-35千克力/平方厘米，加入炭黑補(bǔ)強(qiáng)后，抗拉強(qiáng)度可達(dá)250-280千克力/平方厘米；其黏合性﹑彈性和形變發(fā)熱量均不如天然橡膠，但耐磨性﹑耐自然老化性﹑耐水性﹑氣密性等卻優(yōu)于天然橡膠，因此是一種綜合性能較好的橡膠。丁苯橡膠是橡膠工業(yè)的骨干產(chǎn)品，它是合成橡膠第一大品種，綜合性能良好，價(jià)格低，在多數(shù)場(chǎng)合可代替天然橡膠使用，主要用于輪胎工業(yè)，汽車部件、膠管、膠帶、膠鞋、電線電纜以及其它橡膠制品。
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產(chǎn)品描述:
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英文名 Emulsion-polymerized styrene butadiene rubber （E-SBR）
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生產(chǎn)方法 由丁二烯和苯乙烯在低溫下進(jìn)行自由基乳液聚合而制得。
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產(chǎn)品性能 常溫下為白色固體或透明無懸浮物液體，有微芳香味，是一種性能上更優(yōu)于工業(yè)直鏈烷基苯的洗滌劑產(chǎn)品原料。以其為原料衍生的表面活性劑產(chǎn)品，性能優(yōu)良，生物降解性能好，耐硬水，皮膚感覺柔和，脫脂力小，更適合低溫洗滌，在低溫仍有卓越的去污能力。
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產(chǎn)品性能 SBR－1500是通用污染型軟丁苯橡膠的最典型品種，生膠的粘著性和加工性能均優(yōu)，硫化膠的耐磨性能、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和耐老化性能較好。SBR－1502是通用非污染型軟丁苯橡膠的最典型品種，其性能與SBR－1500相當(dāng)，有良好的拉伸強(qiáng)度、耐磨耗和屈撓性能。SBR－1712是一種填充高芳香烴油的軟丁苯橡膠的污染性品種，它具有優(yōu)良的粘著性、耐磨性和可加工性以及價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。
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用途 SBR-1500廣泛用于以炭黑為補(bǔ)強(qiáng)劑和對(duì)顏色要求不高的產(chǎn)品，如輪胎胎面、翻胎胎面、輸送帶、膠管、模制品和壓出制品等。SBR-1502廣泛用于顏色鮮艷和淺色的橡膠制品，如輪胎胎側(cè)、透明膠鞋、膠布、醫(yī)療制品和其他一般彩色制品等。SBR-1712廣泛用于乘用車輪胎胎面膠，輪胎胎面膠、輸送帶、膠管和一般黑色橡膠制品等。
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包裝與儲(chǔ)運(yùn) SBR-1500和SBR-1502，內(nèi)包裝為一層聚乙烯薄膜，外包裝為聚丙烯涂膜編織袋。每袋凈重35kg±0.5kg。應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)、清潔和溫度不高于室溫的倉(cāng)庫(kù)中。貯存時(shí)應(yīng)避免污染、雨淋、水浸和太陽光直射。在運(yùn)輸過程中，不得曝曬在陽光下，不能混入雜物；不得與易燃品、油污品等堆放在一起。運(yùn)輸車廂應(yīng)保持清潔，避免包裝破損和雜物混入，敞車運(yùn)輸要蓋防雨布。本產(chǎn)品保質(zhì)期為兩年。 <DIV class=bpctrl></DIV>
固相法改性納米碳酸鈣對(duì)丁苯橡膠的補(bǔ)強(qiáng)
納米碳酸鈣是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種新型填料，廣泛應(yīng)用于橡膠和塑料行業(yè)。由于其來源廣泛，價(jià)格低廉，品種規(guī)格多，填充量大，著色自由，無毒，對(duì)高分子材料具有明顯的補(bǔ)強(qiáng)效果，故有著廣闊的應(yīng)用前景。但由于納米碳酸鈣具有表面能高，親水疏油，極易團(tuán)聚的特點(diǎn)，難以在非極性或弱極性的橡膠和塑料中均勻分散，限制了其補(bǔ)強(qiáng)作用的發(fā)揮。我國(guó)橡膠行業(yè)大量使用碳酸鈣，但多為直接填加未改性的微米級(jí)碳酸鈣，少數(shù)使用硬脂酸包覆的碳酸鈣。硬脂酸包覆型納米碳酸鈣僅為物理改性，碳酸鈣顆粒在橡膠基體中的分散性雖優(yōu)于未改性的碳酸鈣，但與橡膠基體的作用很弱，易造成應(yīng)力集中而使斷裂發(fā)生在填料顆粒與基體之間。為了從根本上改善填料在橡膠基體中的分散，更有效地發(fā)揮其補(bǔ)強(qiáng)作用，本文使用帶有酚醛結(jié)構(gòu)的反應(yīng)性有機(jī)改性劑對(duì)納米CaCO3進(jìn)行表面改性制得的改性納米碳酸鈣（M-CaCO3），填充到丁苯橡膠（SBR）中，制備了SBR／M-CaCO3納米復(fù)合材料，對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能和耐老化性能等進(jìn)行了研究，并與工業(yè)化產(chǎn)品硬脂酸包覆型納米碳酸鈣（CCR）的性能進(jìn)行了比較。
<DIV class=spctrl></DIV> 1 實(shí)驗(yàn)部分
<DIV class=spctrl></DIV> 1.1 原材料
<DIV class=spctrl></DIV> CCR：硬脂酸包覆型，平均粒徑80nm，pH值8.7~9.5，廣東恩平市廣平化工實(shí)業(yè)有限公司產(chǎn)品；M-CaCO3：自制，由帶有酚醛結(jié)構(gòu)的反應(yīng)性有機(jī)改性劑在固相粉體狀態(tài)對(duì)納米CaCO3進(jìn)行表面改性制得；SBR：牌號(hào)1502，吉林石化公司產(chǎn)品；其他橡膠配合劑均為市售工業(yè)品。
<DIV class=spctrl></DIV> 1．2 試樣制備
<DIV class=spctrl></DIV> 基本配方（質(zhì)量份）：SBR 100，氧化鋅4，硬脂酸2，促進(jìn)劑DM 0.5，促進(jìn)劑CZ
<DIV class=spctrl></DIV> 1.5，防老劑4010NA1.5，硫黃1.5，CaCO3變量。
<DIV class=spctrl></DIV> 混煉及硫化：采用上海第一橡膠機(jī)械廠生產(chǎn)的X（S）K-160型開煉機(jī)進(jìn)行生膠的塑煉以及CaCO3和各種配合劑的混煉。配合劑加料順序?yàn)椋夯罨瘎�，促進(jìn)劑，防老劑，填料（納米碳酸鈣）和硫黃。采用上海第一橡膠機(jī)械廠生產(chǎn)的25t平板硫化機(jī)對(duì)試樣進(jìn)行硫化，硫化溫度160℃，硫化時(shí)間采用臺(tái)灣優(yōu)肯公司生產(chǎn)的UR2030型硫化儀測(cè)定。
<DIV class=spctrl></DIV> 1.3 分析與測(cè)試
<DIV class=spctrl></DIV> 力學(xué)性能：拉伸試驗(yàn)和撕裂強(qiáng)度試驗(yàn)均在臺(tái)灣優(yōu)肯公司生產(chǎn)的UT一2060型電子拉力機(jī)上進(jìn)行，拉伸速率為500mm／min。拉伸強(qiáng)度、定伸應(yīng)力、拉斷伸長(zhǎng)率和拉斷永久變形按GB／T 528—1998測(cè)定，撕裂強(qiáng)度（直角形試樣，無缺口）按GB／T 529一1999測(cè)定。邵爾A型硬度按GB／T531—1999測(cè)定。
<DIV class=spctrl></DIV> TEM分析：采用日本電子公司生產(chǎn)的JEM-100 CXⅡ型TEM進(jìn)行分析，將SBR／CCR和SBR／M-CaCO3納米復(fù)合材料硫化膠試樣在液氮中冷凍切片后觀察并拍照。
<DIV class=spctrl></DIV> 熱空氣老化性能：將試樣置于70℃的熱空氣老化箱中72h后，計(jì)算其熱空氣老化前后的拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長(zhǎng)率等性能的變化。
<DIV class=spctrl></DIV> 熱重分析（TGA）：采用美國(guó)TA公司生產(chǎn)的TGA 2050型熱重分析儀進(jìn)行測(cè)試。在氮?dú)鈿夥障拢?0℃／min的速率升溫，從室溫（25℃）升至600℃。
<DIV class=spctrl></DIV> 2 結(jié)果與討論
<DIV class=spctrl></DIV> 2．1 SBR／M-CaCO3和SBR／CCR的力學(xué)性能
<DIV class=spctrl></DIV> 未補(bǔ)強(qiáng)的SBR力學(xué)性能很低，拉伸強(qiáng)度只有1.67MPa，撕裂強(qiáng)度只有8.6kN／m［2］。M-CaCO3對(duì)SBR的補(bǔ)強(qiáng)效果明顯好于CCR。隨著CCR的加入，SBR的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度上升趨勢(shì)緩慢，說明CCR對(duì)SBR的補(bǔ)強(qiáng)效果不明顯；而加入M-CaCO3，材料拉伸強(qiáng)度大幅度提高。當(dāng)M-CaCO3添加量為20份時(shí)，拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大18.81MPa，為未補(bǔ)強(qiáng)SBR的11倍，同時(shí)也是添加同等份數(shù)CCR的5倍；M-CaCO3用量超過40份時(shí)拉伸強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)。復(fù)合材料300％定伸應(yīng)力也隨著M-CaCO3的加入有較大提高，而隨著CCR的加入呈下降趨勢(shì)。復(fù)合材料拉斷伸長(zhǎng)率隨著M-CaCO3用量的增加呈先上升后下降趨勢(shì)，最大拉斷伸長(zhǎng)率大于700％，且高于添加CCR。加入M-CaCO3，撕裂強(qiáng)度明顯提高，且明顯高于添加同等份數(shù)的CCR；M-CaCO3用量超過20份時(shí)撕裂強(qiáng)度上升趨勢(shì)緩慢。
<DIV class=spctrl></DIV> 材料的硬度和永久變形隨著CCR和M-CaCO3份數(shù)的增加逐漸變大，體現(xiàn)了CaCO3作為無機(jī)填料的特征。添加M-CaCO3的復(fù)合材料永久變形大于添加同等份數(shù)CCR。
<DIV class=spctrl></DIV> CCR對(duì)SBR補(bǔ)強(qiáng)效果不明顯，是由于表面被硬脂酸改性的CCR與橡膠基體結(jié)合不牢固，僅為物理改性，CCR在基體中分散性差。M-CaCO3與橡膠間有較強(qiáng)的界面粘結(jié)作用，且在橡膠基體中分散性好，因此有很好的補(bǔ)強(qiáng)作用。M-CaCO3添加量為20~40份時(shí)，復(fù)合材料綜合力學(xué)性能最好。
<DIV class=spctrl></DIV> 2．2 SBR／M-CaCO3和SBR／CCR的微觀形態(tài)
<DIV class=spctrl></DIV> 可看出，CCR在丁苯橡膠中的團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重，大部分粒子凸出于斷面表面，且粒子表面無附膠，說明CCR與橡膠基體結(jié)合力弱。由（b）可看出，M-CaCO3在橡膠基體中分散均勻且大多數(shù)粒子被橡膠包埋，粒子與橡膠基體之間界面模糊，結(jié)合緊密，少數(shù)凸出于斷裂面的粒子表面有明顯的附膠，說明M-CaCO3粒子與橡膠基體之間產(chǎn)生了較強(qiáng)的結(jié)合。
<DIV class=spctrl></DIV> 2.3 SBR／M-CaCO3和SBR／CCR的熱穩(wěn)定性
<DIV class=spctrl></DIV> 由SBR／M-CaCO3和SBR／CCR及SBR在氮?dú)鈿夥障碌氖е厍�得到的材料失重率為5％和10％的溫度數(shù)據(jù)如表1所示。可以看出，M-CaCO3和CCR的加入都明顯提高了SBR在氮?dú)庵械哪蜔岱纸庑阅堋BR／CCR復(fù)合材料熱失重率為5％和10％時(shí)的溫度分別比SBR提高了27.4℃和13.5℃；SBR／M-CaCO3復(fù)合材料的耐熱性能更佳，熱失重率為5％和10％時(shí)的溫度分別比SBR提高了32.6℃和20.9℃。這說明M-CaCO3與SBR基體結(jié)合更緊密，鍵合離解能更高，從而有效提高了硫化膠的熱分解溫度。
<DIV class=spctrl></DIV> 2．4 SBR／M-CaCO3復(fù)合材料的熱空氣老化性能
<DIV class=spctrl></DIV> 添加不同份數(shù)M-CaCO3的復(fù)合材料熱空氣老化前后的力學(xué)性能如表2所示�？梢钥闯觯S著M-CaCO3份數(shù)的增加，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度下降率和拉斷伸長(zhǎng)率下降率不斷降低，分別由添加20份M-CaCO3時(shí)的63％和35％降低到60份的23％和13%，說明M-CaCO3能起到提高老化性能的作用。
<DIV class=spctrl></DIV> 未添加M-CaCO3的丁苯橡膠盡管拉伸強(qiáng)度下降率不大，但拉伸強(qiáng)度只有1.67MPa，沒有實(shí)用價(jià)值。老化后膠料的硬度有所增加，但M-CaCO3份數(shù)對(duì)膠料硬度變化影響不大。M-CaCO3能改善老化性能主要是因?yàn)镸-CaCO3的加入有效地增加了硫化膠的密度，從而提高了空氣的阻隔性能，并且因M-CaCO3直接參與了丁苯橡膠的硫化交聯(lián)，有效地提高了鍵合離解能，使體系的熱空氣老化性能明顯提高。
<DIV class=spctrl></DIV> 3 結(jié)論
<DIV class=spctrl></DIV> 納米碳酸鈣經(jīng)帶有酚醛結(jié)構(gòu)的反應(yīng)性有機(jī)改性劑進(jìn)行表面改性后所得的M-CaCO3，對(duì)丁苯橡膠的補(bǔ)強(qiáng)效果明顯優(yōu)于工業(yè)化生產(chǎn)的硬脂酸包覆型納米碳酸鈣（CCR），M-CaCO3比CCR在SBR中的分散性明顯改善，界面結(jié)合力增強(qiáng)，熱穩(wěn)定性明顯提高。M-CaCO3能明顯改善丁苯橡膠的熱空氣老化性能。當(dāng)M-CaCO3添加量為20~40份時(shí)，SBR／M-CaCO3納米復(fù)合材料硫化膠的綜合力學(xué)性能最好。
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