3．順丁橡膠BR

順丁橡膠(BR)，是順式-1，4-聚丁烯橡膠的簡(jiǎn)稱(chēng)。它是由丁烯單體在催化劑作用下通過(guò)溶液聚合制得的有規(guī)立構(gòu)橡膠。

(1)品種類(lèi)型 

丁二烯單體在聚合反應(yīng)中可能生成順式-1，4、反式－1，4以及1，2等三種結(jié)構(gòu)。這三種結(jié)構(gòu)的比例會(huì)因催化劑類(lèi)型和反應(yīng)條件的不同而有所區(qū)別。表1-8概括了不同催化劑類(lèi)型制得價(jià)值的典型聚丁二烯橡膠的結(jié)構(gòu)。

表1－8 聚丁二烯橡膠的結(jié)構(gòu)

從表1-8可知，采用鈦型 、鈷型、鎳型等定向催化劑時(shí)，聚合物的順式-1，4結(jié)構(gòu)含量一般可控制在90%以上，稱(chēng)為有規(guī)立構(gòu)橡膠，有較優(yōu)異的性能。聚合物的性能與順式-1,4結(jié)構(gòu)含量的關(guān)系歸納于表1-9中。

聚丁二烯橡膠按照順式-1,4結(jié)構(gòu)含量的不同，可分為高順式(順式含 量96％~98%)、中順式(順式含量90％~95％)和低順式(順式含量40%以下)三種類(lèi)型。

高順式聚丁二烯橡膠的物理機(jī)械性能接近于天然橡膠，某些性能還超過(guò)了天然橡膠。因此，目前各國(guó)都以生產(chǎn)高順式聚丁二烯橡膠為主。

低順式聚丁二烯橡膠中，含有較多的乙烯基(即1，2結(jié)構(gòu))的中乙烯基丁二烯橡膠。它具有較好的綜合平衡性能，并克服了高順式丁二烯橡膠的抗?jié)窕圆畹娜秉c(diǎn)，*適宜制造輪胎，目前正在發(fā)展中。

中順式聚丁二烯橡膠，由于物理機(jī)械性能和加工性能都不及高順式聚丁二烯橡膠，故趨于淘汰。

(2)高順式聚丁二烯橡膠(順丁橡膠)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

順丁橡膠有著與天然橡膠非常相似的分子構(gòu)型，只是在丁二烯鏈節(jié)中雙鍵一端的碳原子上少了甲基取代基，其分子結(jié)構(gòu)式：

表1-9聚丁二烯橡膠性能順式1，4-結(jié)構(gòu)含量的關(guān)系

順丁橡膠有以下的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

    ①結(jié)構(gòu)規(guī)整、無(wú)側(cè)基的碳鏈橡膠。可以結(jié)晶、無(wú)極性、分子間作用力較小、分子鏈柔順性好，非極性橡膠。

②每個(gè)結(jié)構(gòu)單元上存在一個(gè)雙鍵，不飽和橡膠，但是因?yàn)殡p鍵一端沒(méi)有甲基的推電子性而使得雙鍵活性沒(méi)有天然橡膠的大。

③平均相對(duì)分子質(zhì)量比較低，相對(duì)分子質(zhì)量分布也比較窄。

(3)順丁橡膠的性質(zhì)、性能特點(diǎn)和應(yīng)用

順丁橡膠的性質(zhì)、性能特點(diǎn)如下：

①由于分子鏈非常柔順、相對(duì)分子質(zhì)量分布較窄，因此具有比天然橡膠還要高的回彈性，其彈性是目前橡膠中*好的；滯后損失小，動(dòng)態(tài)生熱低。此外，還具有極好的耐寒性(玻璃化溫度為-105℃)，是通用橡膠中耐低溫性能*好的。

②由于結(jié)構(gòu)規(guī)整性好、無(wú)側(cè)基、摩擦系數(shù)小，所以耐磨性特別好，非常適用于耐磨的橡膠制品，但是抗?jié)窕圆睢?/span>

③由于是不飽和橡膠，易使用硫黃硫化，也易發(fā)生老化。但因含有雙鍵的化學(xué)活性比天然橡膠稍低，故硫化反應(yīng)速度較慢，介于天然橡膠和丁苯豫膠之間，而耐熱氧老化性能比天然橡膠稍好。

④由于分子鏈非常柔順，且化學(xué)活性較天然橡膠低，因而耐屈撓性能優(yōu)異，表現(xiàn)為制品的耐動(dòng)態(tài)裂口生成性能好。

⑤由于分子鏈柔性好，濕潤(rùn)能力強(qiáng)，因此可比丁苯橡膠和天然橡膠填充更多的補(bǔ)強(qiáng)填料和操作油，從而有利于降低膠料成本。

⑥由于分子間作用力小，分子鏈非常柔順，分子鏈段的運(yùn)動(dòng)性強(qiáng)，所以順丁橡膠雖屬結(jié)晶性橡膠，但在室溫下僅稍有結(jié)晶性，只有拉伸到300～400％的狀態(tài)下或冷卻到—30℃以下，結(jié)晶才顯著增加。因此，在通常的使用條件下，順丁橡膠無(wú)自補(bǔ)強(qiáng)性。其純膠硫化膠的拉伸強(qiáng)度低，僅有1～10MPa。通常需經(jīng)炭黑補(bǔ)強(qiáng)后才有使用價(jià)值(炭黑補(bǔ)強(qiáng)硫化膠的拉仲?gòu)?qiáng)度可達(dá)17~25MPa)。此外，順丁橡膠的撕裂強(qiáng)度也較低，特別在使用過(guò)程中，膠料會(huì)因老化而變硬脆，彈性和伸長(zhǎng)率下降，導(dǎo)致其出現(xiàn)裂口后的抗裂口展開(kāi)性尤差。

⑦由于是非極性橡膠，分子間作用力又較小，分子鏈因柔性好使分子間空隙較多，因此順丁橡膠的耐油、耐溶劑性差。且由于相對(duì)分子質(zhì)量較低，相對(duì)分子質(zhì)量分布較窄，分子鏈間的物理纏結(jié)點(diǎn)少，故膠料貯存時(shí)具有冷流性，但硫化時(shí)的流動(dòng)性好，特別適于注射成型。

⑧由于分子鏈非常柔順，在機(jī)械力作用下膠料的內(nèi)應(yīng)力易于重新分配，以柔克剛，且相對(duì)分子質(zhì)量分布較窄，分子間力較小，因此加工性能較差。表現(xiàn)在塑性不易獲得；開(kāi)煉機(jī)混煉時(shí)，輥溫稍高就會(huì)產(chǎn)生脫輥現(xiàn)象(這是由于順丁橡膠的拉伸結(jié)晶熔點(diǎn)為65℃左右，超過(guò)其熔點(diǎn)溫度，結(jié)晶消失，膠片會(huì)因缺乏強(qiáng)韌性而脫輥)；成型貼合時(shí)，自黏性差。

利用順丁橡膠上述性能的優(yōu)點(diǎn)，特別是優(yōu)異的彈性、耐磨性、耐寒性以及生熱低，廣泛地用于輪胎制造。所制出的輪胎胎面，在苛刻的行駛條件下，如高速、路面差、氣溫很低時(shí)，可以顯著地改善耐磨耗性能，提高輪胎使用壽命。順丁橡膠還可以用來(lái)制造其他耐磨制品，如膠鞋、膠管、膠帶、膠輥等，以及各種耐寒性要求較高的制品。

順丁橡膠性能上的缺點(diǎn)，諸如抗?jié)窕圆?、撕裂?qiáng)度低、抗裂口展開(kāi)性差、加工困難、冷流性大等，可以通過(guò)與其他橡膠并用以及通過(guò)配方和工藝的改進(jìn)而得到改善。

由于制造順丁橡膠的原料來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，以及順丁橡膠的優(yōu)異性能，所以它是合成橡膠中發(fā)展較快的一種橡膠，在全**合成橡膠的產(chǎn)量和耗量上僅次于丁苯橡膠，居**位。