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通常我們所說的天然橡膠,是指從巴西橡膠樹上采集的天然膠乳,經(jīng)過凝固、干燥等加工工序而制成的彈性固狀物。天然橡膠是一種以順-1,4-聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物,分子式是(C5H8)n,其橡膠烴(順-1,4-聚異戊二烯)含量在90%以上,還含有少量的蛋白質、脂肪酸、糖分及灰分等。
天然橡膠的物理特性。天然橡膠在常溫下具有較高的彈性,稍帶塑性,具有非常好的機械強度,滯后損失小,在多次變形時生熱低,因此其耐屈撓性也很好,并且因為是非極性橡膠,所以電絕緣性能良好。
天然橡膠的化學特性。因為有不飽和雙鍵,所以天然橡膠是一種化學反應能力較強的物質,光、熱、臭氧、輻射、屈撓變形和銅、錳等金屬都能促進橡膠的老化,不耐老化是天然橡膠的致命弱點,但是,添加了防老劑的天然橡膠,有時在陽光下曝曬兩個月依然看不出多大變化,在倉庫內(nèi)貯存三年后仍可以照常使用。
天然橡膠的耐介質特性。天然橡膠有較好的耐堿性能,但不耐濃強酸。由于天然橡膠是非極性橡膠,只能耐一些極性溶劑,而在非極性溶劑中則溶脹,因此,其耐油性和耐溶劑性很差,一般說來,烴、鹵代烴、二硫化碳、醚、酮和脂肪酸對天然橡膠均有溶解作用,但其溶解度則受塑煉程度的影響,而低級酮、低級酯及醇類對天然橡膠則是非溶劑。
1910-1911年,前蘇聯(lián)用堿金屬引發(fā)丁二烯聚合得到橡膠狀物質。20世紀30年代初,德國和前蘇聯(lián)開始生產(chǎn)以金屬鈉為催化劑的丁二烯橡膠,稱為丁鈉橡膠,其結構規(guī)整性差,物性和加工性能不好,還不能算做順丁橡膠。20世紀50年代,Ziegler-Natta配位定向聚合理論的實踐,促進了順丁橡膠合成技術的迅速發(fā)展。1956年,美國以AlR3-TiBr4催化體系合成順丁橡膠。隨后鈷系、鎳系及稀土系(釹系)催化劑相續(xù)發(fā)展,順丁橡膠生產(chǎn)能力已僅次于丁苯橡膠,合成橡膠各膠種第二位 。2013年世界合成橡膠生產(chǎn)者協(xié)會統(tǒng)計丁二烯橡膠(主要為順丁橡膠)產(chǎn)能為471.8萬噸/年。
我國在上世紀70年代采用自主開發(fā)的技術實現(xiàn)了順丁橡膠工業(yè)化生產(chǎn),采用的是鎳系催化劑,其生產(chǎn)技術一直處于世界水平行列。中國石化、中國石油和一些民企均擁有鎳系順丁橡膠生產(chǎn)裝置,2011年總產(chǎn)能達66萬噸/年,產(chǎn)品銷往。未來幾年,我國鎳系順丁橡膠產(chǎn)能將進一步擴大,預計我國鎳系順丁橡膠產(chǎn)能將超過100萬噸/年。
稀土順丁橡膠因其的性能被視為鎳系順丁橡膠的升級品種,逐漸被工業(yè)界所重視。稀土順丁橡膠與鎳系順丁橡膠相比具有較高的彈性、較好的拉伸性能、較低的生熱和滾動阻力以及的耐磨耗和抗疲勞等物理機械性能,符合輪胎在高速、節(jié)能、安全、環(huán)保等方面發(fā)展的需要,常用于綠色輪胎。中國早在上世紀60年代就開始了稀土催化丁二烯聚合的研究,由于當時經(jīng)濟發(fā)展落后,未能實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。1998年在國家863計劃的支持下,中國石油錦州石化公司在鎳系萬噸級順丁橡膠生產(chǎn)裝置上成功地生產(chǎn)出了稀土順丁橡膠。2011年,中國石油山子石化公司稀土順丁橡膠生產(chǎn)裝置投產(chǎn),中國稀土順丁橡膠生產(chǎn)裝置實現(xiàn)了零突破。2012年,中國石化北京燕山分公司3萬噸/年稀土順丁橡膠生產(chǎn)裝置也投產(chǎn)。未來幾年,我國將新增20多萬噸/年稀土順丁橡膠的產(chǎn)能,屆時中國稀土順丁橡膠總產(chǎn)能達30萬噸/年以上,成為稀土順丁橡膠大生產(chǎn)大國。
硅油一般是無色(或淡黃色)、無味、、不易揮發(fā)的液體。硅油不溶于水、甲醇、乙二醇和2-乙氧基乙醇,可與苯、二甲醚、甲基乙基酮、四氯化碳或煤油互溶,稍溶于丙酮、二惡烷、乙醇和丁醇。它具有很小的蒸汽壓、較高的閃點和燃點、較低的凝固點。隨著鏈段數(shù)n的不同,分子量增大,粘度也增高,固此硅油可有各種不同的粘度,從0.65厘沲直到上百萬厘沲。如果要制得低粘度的硅油,可用酸性白土作為催化劑,并在180℃溫度下進行調(diào)聚,或用硫酸作為催化劑,在低溫度下進行調(diào)聚,生產(chǎn)高粘度硅油或粘稠物可用堿性催化劑。
硅油具有耐熱性、電絕緣性、耐候性、疏水性、生理惰性和較小的表面張力,此外還具有低的粘溫系數(shù)、較高的抗壓縮性、有的品種還具有耐輻射的性能。
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