SBR是什么？分类品种、结构特点、性能介绍
2.3.1 SBR是什么
丁苯橡胶( butadiene-styrene rubber,SBR)是丁二烯( butadiene)和苯乙烯( styrene)两种单体通过乳液共聚或溶液共聚而得到的弹性高聚物
2.3.2SBR的分类品种
SBR的品种很多,通常根据聚合方法、填料品种、苯乙烯单体的投料量(与含量相关)等分为几个类型,如图2-12所示。
2.3.2.1按聚合方法和条件分类
根据聚合方法的不同,可将SBR分为:乳聚SBR(ESBR)和溶聚SBR(SSBR)两大类。其中,前者产量大,使用极为普遍,后者在20世纪60年代开始工业化生产,近期有了较大发展(适用于绿色轮胎)乳聚SBR又可分为:高温ESBR(50C聚合)和低温ESBR(5°聚合)两类。其中,低温ESBR的性能好、产量大,应用普遍,而高温ESBR已趋于淘汰;溶聚SBR因催化剂和聚合条件的不同,又有无规型、嵌段型和无规与嵌段并存的三大类。
2.3.2.2按填料品种分类
根据SBR填充材料的不同分为:充炭黑SBR、充油SBR和充油充炭黑SBR。
2.3.2.3按苯乙烯投料量分类
SBR按聚合时的苯乙烯投料量可分为:丁装-10、丁苯-30、丁苯-50等品种(10、30、50等数字表示聚合时苯乙烯单体投入的质量分数)。其中,丁苯-30(实际苯乙烯含量为23.5%)是最常使用的它的综合性能最好。
2.3.3SBR的结构特点
SBR的化学结构式为SBR分子结构中,丁二烯和苯乙烯结构单元随机排列,呈无序结构;同时,丁二烯有顺式-1,4、反式1,4和1,2三种加成结构,致使SBR分子链的规整性差,不能结晶。丁二烯的各种结构含量随聚合条件的变化有很大不同。表2-5对不同类型SBR的结构特征作了对比,从表2-5中可知,低温乳聚SBR的丁二烯结构单元主体结构为反式-1,4结构,结构类型的单一性较强,这也是低温SBR性能优于高温SBR的重要原因之一。低温乳聚SBR与NR一样,也为不饱和碳链橡胶,但与NR相比其双键数目较少,且不存在甲基侧基及推电子作用,双键的活性也较低;由于其分子主键上引入了庞大的苯基侧基,并存在丁二烯-1,2结构形成的乙烯侧基,因此空间位阻大,分子链的柔性较差;此外其平均分子量较低,分子量分布较窄
2.3.4SBR的性能
2.3.4.1低温乳聚SBR的物理性质低温乳聚SBR为浅褐色或白色(非污染型)弹性体,微有苯乙烯气味,杂质少,质量较稳定。其密度因生胶中苯乙烯含量不同而异如丁苯-10的密度为0.919gcm3,丁苯-30为0.944gcm3。能溶于汽油、苯、甲苯、氯彷等有机溶剂中。