3．順丁橡膠BR

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

(1)品種類型 

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)的比例會因催化劑類型和反應(yīng)條件的不同而有所區(qū)別。表1-8概括了不同催化劑類型制得價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，聚合物的順式-1，4結(jié)構(gòu)含量一般可控制在90%以上，稱為有規(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)三種類型。

高順式聚丁二烯橡膠的物理機械性能接近于天然橡膠，某些性能還超過了天然橡膠。因此，目前各國都以生產(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，*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

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：

    ①結(jié)構(gòu)規(guī)整、無側(cè)基的碳鏈橡膠?？梢越Y(jié)晶、無極性、分子間作用力較小、分子鏈柔順性好，非極性橡膠。

②每個結(jié)構(gòu)單元上存在一個雙鍵，不飽和橡膠，但是因為雙鍵一端沒有甲基的推電子性而使得雙鍵活性沒有天然橡膠的大。

③平均相對分子質(zhì)量比較低，相對分子質(zhì)量分布也比較窄。

(3)順丁橡膠的性質(zhì)、性能特點和應(yīng)用

順丁橡膠的性質(zhì)、性能特點如下：

①由于分子鏈非常柔順、相對分子質(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)為制品的耐動態(tài)裂口生成性能好。

⑤由于分子鏈柔性好，濕潤能力強，因此可比丁苯橡膠和天然橡膠填充更多的補強填料和操作油，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，分子鏈段的運動性強，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，順丁橡膠無自補強性。其純膠硫化膠的拉伸強度低，僅有1～10MPa。通常需經(jīng)炭黑補強后才有使用價值(炭黑補強硫化膠的拉仲強度可達17~25MPa)。此外，順丁橡膠的撕裂強度也較低，特別在使用過程中，膠料會因老化而變硬脆，彈性和伸長率下降，導(dǎo)致其出現(xiàn)裂口后的抗裂口展開性尤差。

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。且由于相對分子質(zhì)量較低，相對分子質(zhì)量分布較窄，分子鏈間的物理纏結(jié)點少，故膠料貯存時具有冷流性，但硫化時的流動性好，特別適于注射成型。

⑧由于分子鏈非常柔順，在機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；開煉機混煉時，輥溫稍高就會產(chǎn)生脫輥現(xiàn)象(這是由于順丁橡膠的拉伸結(jié)晶熔點為65℃左右，超過其熔點溫度，結(jié)晶消失，膠片會因缺乏強韌性而脫輥)；成型貼合時，自黏性差。

利用順丁橡膠上述性能的優(yōu)點，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，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，諸如抗?jié)窕圆?、撕裂強度低、抗裂口展開性差、加工困難、冷流性大等，可以通過與其他橡膠并用以及通過配方和工藝的改進而得到改善。

由于制造順丁橡膠的原料來源豐富，價格低廉，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，在全世界合成橡膠的產(chǎn)量和耗量上僅次于丁苯橡膠，居**位。