2．丁苯橡膠(jiāo)SBR

丁苯橡膠(jiāo)是*早的工(gōng)業化的合成橡膠(jiāo) 。1933年德國(guó)I.G..Farben公司採用乙炔合成路線首先研制出乳液(yè)聚合丁苯橡膠(jiāo)（簡稱乳聚丁苯橡膠(jiāo)） ，並於1937年開始工(gōng)業化生(shēng)產 ，商品名為Buna S 。美國(guó)則以石(shí)油(yóu)為原料，於1942年生(shēng)產了丁苯橡膠(jiāo) ，稱為GR-S 。俄羅斯於1949年也開始了丁苯橡膠(jiāo)的生(shēng)產 。以上均是高溫(wēn)（50℃）下的共聚物(wù)，稱為高溫(wēn)丁苯橡膠(jiāo) 。

目(mù)前 ，丁苯橡膠(jiāo)（包括膠(jiāo)乳）的產量約佔整個合成橡膠(jiāo)生(shēng)產量的55% ，約佔天然橡膠(jiāo)和合成橡膠(jiāo)總產量的34%。在合成橡膠(jiāo)中 ，丁苯橡膠(jiāo)仍是產量和消耗(hào)量*大的膠(jiāo)種
。

(1)丁苯橡膠(jiāo)的分類(lèi)品種 

丁苯橡膠(jiāo)品種很多，通(tōng)常根(gēn)據(fù)聚合方法和條件 、填料品種、苯乙烯單體含量不(bù)同進行分類(lèi)。見表1-6。

①按聚合方法和條件分  根(gēn)據(fù)聚合方法不(bù)同可以分為乳液(yè)聚丁苯橡膠(jiāo)和溶液(yè)聚合丁苯橡膠(jiāo) ；而乳液(yè)聚合丁苯橡膠(jiāo)又可以分為高溫(wēn)乳液(yè)聚合丁苯橡膠(jiāo)和低溫(wēn)乳液(yè)聚合丁苯橡膠(jiāo) ，後者應(yīng)用較廣(guǎng) ，而前者趨於淘汰 。

②按填料品種分  可以分為充炭黑丁苯橡膠(jiāo)、充油(yóu)丁苯橡膠(jiāo)和充炭黑充油(yóu)丁苯橡膠(jiāo) 。

③按苯乙烯含量分  丁苯橡膠(jiāo)-10、丁苯橡膠(jiāo)-30 、丁苯橡膠(jiāo)-50等，其中數字為苯乙烯聚合時的含量（質量），*常用的是丁苯-30 。

(2)丁苯橡膠(jiāo)的結構

丁苯橡膠(jiāo)是以丁二烯與(yǔ)苯乙烯為單體 ，在乳液(yè)或(huò)溶液(yè)中經催化共聚得到的高聚物(wù)彈性體 ，其結構為

式中x ,y,z分別表示丁二烯加成的1，4－結構，1，2－結構和苯乙烯加成結構的鏈接數目(mù)。

表1-6   乳聚丁苯橡膠(jiāo)的主要品種及特點

丁苯橡膠(jiāo)分子結構的不(bù)規整性，首先表現在丁二烯和苯乙烯兩種單體在分子鏈內的結合順序油(yóu)很多中形(xíng)式 ，既有(yǒu)兩種單體的相(xiàng)間排列 ，又有(yǒu)一種單體數目(mù)不(bù)整的連續排列。其中丁二烯有(yǒu)順序-1 ，4、反式-1，4和1，2三(sān)種加成結構 。丁二烯的各(gè)種結構含量隨聚合條件的變化有(yǒu)很大不(bù)同 ，表1-7對不(bù)同類(lèi)型的丁苯橡膠(jiāo)的結構特徵作了對比。

表1-7不(bù)同類(lèi)型丁苯橡膠(jiāo)的結構特徵

從表1－10可知 ，低溫(wēn)乳聚丁苯橡膠(jiāo)的主體結構為反式-1，4結構 ，結構類(lèi)型的單一性較強 。這是低溫(wēn)丁苯橡膠(jiāo)性能(néng)優(yōu)於高溫(wēn)丁苯橡膠(jiāo)的重要原因(yīn)之一 。

低溫(wēn)乳聚丁苯橡膠(jiāo)有(yǒu)如下結構特點：

①因(yīn)分子結構不(bù)規整，在拉伸和冷凍條件下不(bù)能(néng)結晶，為非(fēi)結晶性橡膠(jiāo)。

②與(yǔ)天然橡膠(jiāo)一樣(yàng)，也為不(bù)飽和碳鏈橡膠(jiāo)。但與(yǔ)天然橡膠(jiāo)相(xiàng)比 ，雙鍵數目(mù)較少 ，且不(bù)存在甲基側基及基推電子作用，雙鍵的活性也較低。

③分子主鍵上引(yǐn)人了龐大苯基側基，並存在丁二烯－1，2結構形(xíng)成的乙烯側基 ，因(yīn)此空(kōng)間位阻大 ，分子鏈的柔性較緊。

④平均相(xiàng)對分子質量較低 ，相(xiàng)對分子質量分布(bù)較窄。

(3)低溫(wēn)乳聚丁苯橡膠(jiāo)的物(wù)理性質  

低溫(wēn)乳聚丁苯橡膠(jiāo)為淺褐色或(huò)白(bái)色（非(fēi)污染型）彈性體，微有(yǒu)苯乙烯氣味
，雜質少 ，質量較穩(wěn)定 。其密度因(yīn)生(shēng)膠(jiāo)中苯乙烯含量不(bù)同而異：如丁苯-10的密度為0.919g /cm³ ，丁苯-30為0.944g /cm³ ，能(néng)溶於汽油(yóu) 、苯、甲苯 、氯仿等有(yǒu)機溶劑(jì)中 。

(4)低溫(wēn)丁苯橡膠(jiāo)的物(wù)理機械(xiè)性能(néng)

①由於是不(bù)飽和橡膠(jiāo) ，因(yīn)此可用硫黃硫化，與(yǔ)天然順丁等通(tōng)用橡膠(jiāo)的並用性能(néng)好 。但因(yīn)不(bù)飽和程(chéng)度比天然橡膠(jiāo)低，因(yīn)此硫化速度較慢 ，而加工(gōng)**性提(tí)高，表現為不(bù)易焦燒、不(bù)易過(guò)硫 、硫化平坦性好。

②由於分子結構較緊，特別是龐大苯基側基的引(yǐn)入 ，使分子間力加大，所以其硫化膠(jiāo)比天然橡膠(jiāo)有(yǒu)更好的耐(nài)磨性 、耐(nài)透氣性 ，但也導致彈性、耐(nài)寒性 、耐(nài)撕裂性（尤其使耐(nài)熱(rè)撕裂性）差，多次變形(xíng)下生(shēng)熱(rè)大 ，滯後損失大，耐(nài)屈橈龜裂性差（指屈橈龜裂發生(shēng)後的裂口(kǒu)增長速度快）。

③由於使碳鏈膠(jiāo)，取代基屬非(fēi)極性基範疇，因(yīn)此是菲極性橡膠(jiāo)，耐(nài)油(yóu)性和耐(nài)非(fēi)極性溶劑(jì)性差。但由於結構較緊密，所以耐(nài)油(yóu)性和耐(nài)非(fēi)極性溶劑(jì)性、耐(nài)化學腐蝕(shí)性/耐(nài)水性均比天然橡膠(jiāo)好。又因(yīn)含雜質少 ，所以電絕緣性也比天然橡膠(jiāo)稍好 。

④由於是非(fēi)結晶橡膠(jiāo)，因(yīn)此無自補(bǔ)強性 ，純膠(jiāo)硫化膠(jiāo)的拉伸強度很低，只有(yǒu)2~5MPa 。必須經高活性補(bǔ)強劑(jì)補(bǔ)強後才有(yǒu)使用價(jià)值 ，其炭黑補(bǔ)強硫化膠(jiāo)的拉伸強度可 達25~28MPa。

⑤由於聚合時控(kòng)制了相(xiàng)對分子質量在較低範圍，大部分低溫(wēn)乳聚丁苯橡膠(jiāo)的初始門尼黏度值較低，在50~60左右，因(yīn)此可不(bù)經塑煉，直接混煉 。但由於分子鏈柔性較差 ，相(xiàng)對分子質量分布(bù)較窄，缺少低分子級分的增塑作用 ，因(yīn)此加工(gōng)性能(néng)較差。表現在混煉時，對配合劑(jì)的濕潤能(néng)力差，溫(wēn)升高，設備(bèi)負荷大 ；壓(yā)出操(cāo)作較困難，半成品收縮率或(huò)膨脹率大；成型貼合時自黏性差等。

(5)溶聚丁苯橡膠(jiāo) 

 溶聚丁苯橡膠(jiāo)(S-SBR)是以丁二烯 、苯乙烯為單體 ，烷基鋰為催化劑(jì)，在有(yǒu)機溶劑(jì)中進行陰離(lí)子共聚的產物(wù)。由於聚合條件的不(bù)同 ，可使苯乙烯和丁二烯的結合方式不(bù)同，分為無規型、嵌段並存型三(sān)大類(lèi) 。無規型為通(tōng)用型溶聚丁苯橡膠(jiāo) ，可用 於輪(lún)胎 、鞋類(lèi)和工(gōng)業橡膠(jiāo)製品；嵌段型 和無規型屬熱(rè)塑性彈性體；無規型與(yǔ)嵌段並存型是新型溶聚丁苯橡膠(jiāo)，乙烯基含量高，其特點是滾動阻力小 ，且抗濕滑性小。此外
，還有(yǒu)發 、以充油(yóu)、充炭黑溶聚丁苯橡膠(jiāo)，以及反式-1，4-丁苯橡膠(jiāo)和錫偶聯溶聚丁苯橡膠(jiāo)等特殊品種 。

無規型溶聚丁苯橡膠(jiāo)與(yǔ)低溫(wēn)乳聚丁苯橡膠(jiāo)相(xiàng)比，其橡膠(jiāo)烴含量較高 ，支鏈少 ，相(xiàng)對分子質量分布(bù)較窄，而且在微觀結構上丁二烯的順式-1
，4結構、1 ，2結構含量比例增多 ，反式-1，4結構比例減少 。因(yīn)此這種無規型的溶聚丁苯橡膠(jiāo) ，適於填充大量的炭黑 ，硫化膠(jiāo)的耐(nài)磨性好，彈性 、耐(nài)寒性、長久(jiǔ)變形(xíng)等都介於低溫(wēn)乳聚丁苯橡膠(jiāo)之間，故適用於輪(lún)胎生(shēng)產 。

丁苯橡膠(jiāo)是合成橡膠(jiāo)的老(lǎo)產品，品種齊全，應(yīng)用廣(guǎng)泛 ，加工(gōng)技術比較成熟。大部分丁苯橡膠(jiāo)用於輪(lún)胎工(gōng)業。其他產品有(yǒu)汽車零件 、工(gōng)業製品 、電線和電纜包皮、膠(jiāo)管 、膠(jiāo)帶和鞋類(lèi)等 。