丁苯橡胶定伸应力影响因素的分析与提升措施

林文君

（福建省福化天辰气体有限公司，福建 福州 350300）

定伸应力在丁苯橡胶SBR-1502的生产中是一个非常重要的指标。在生产过程中发现SBR1502丁苯橡胶35min 300%定伸应力呈下降趋势，并处于指标低限。通过对各影响因素进行了分析并采取提升措施，如控制聚合工艺：低限控制聚合转化率，降低结苯含量，提高末釜门尼控制，减少提降量频次与幅度；控制后处理凝聚：考察P-60硫化促进剂加量，稳定成品有机酸含量；提高大宗原辅料质量等方法。

1 影响因素分析

1.1 聚合工艺控制

1.1.1 聚合转化率

随着转化率的提高,SBR1502相对分子量Mw分别在（3.3～3.7）×105、 （3.6～3.8）×105范围内增大，相对分子质量分布Mw/Mn变宽[2]，其结果会导致35min 300%定伸变差。为提升定伸应力，控制聚合转化率至低限70%左右。

1.1.2 胶乳门尼黏度

门尼黏度是聚合后胶乳性能的综合体现，是产品中间过程控制最为重要的参数。一定程度上，门尼高，则分子量高，拉伸强度、弹性都会变高。但随着分子量增大到一定程度，则正比关系消失，对橡胶性能已没什么有益的影响。为提升定伸应力，控制SBR1502胶乳平均门尼黏度至中值偏上至50～51。

1.1.3 结合苯乙烯用量

结合苯乙烯体现的是丁苯橡胶中苯乙烯参与反应的比例和结构，在工艺指标范围内降低结合苯乙烯用量，丁苯橡胶产品的弹性等提高[1]，即结苯含量低，则在一定程度上能提高35min 300%定伸。为提升定伸应力，控制SBR1502胶乳结苯至中值23.5%偏下。

1.1.4 聚合提降量及切釜操作

聚合提降量及切釜操作造成聚合控制参数的较大波动，特别是降量幅度超过30t/d时，在生产过程中3次紧急降量均出现3批定伸不合格的等外品。为此加强了控制指标合格率控制，对4～9月份的A线转化率、门尼、结苯的合格率和控制合格率进行了统计，统计数据如表1、表2。：

表1 聚合A线转化率、门尼和结苯均值

表2 聚合A线指标控制合格率

从表1与表2看出，6-9月转化率、聚合门尼、结苯的指标与合格率均得到有效控制，聚合工艺控制基本处于同行业的较高水平。

1.2 后处理凝聚控制

1.2.1 凝聚单元P-60硫化促进剂加量的影响

P-60的有效成分为三烷基氯化胺，考察一周P-60加入量，从原先的0.03PHM调整至0.04PHM。适量提高硫化促进剂P-60的用量，一定程度上有助于提高25min 300%定伸，但对35 min 300%定伸的检测值反而有一定的降低作用。因而恢复P-60加入量，不做调整。

1.2.2 稳定成品有机酸、皂含量

SBR1502丁苯橡胶为低温乳液聚合，经过聚合反应后单体共聚存在于乳液中成为胶乳，乳液在凝聚单元加入硫酸后破乳，变成有机酸以及残留少部分皂，洗涤干燥后仍留在生胶中。

通过对6个月份产品的有机酸与皂含量统计平均数据，有机酸含量都相当的稳定，均处于中值；而皂含量4月份超指标，5～9月得到较好控制。

1.3 聚合原辅料因素影响

1.3.1 乳化剂的影响

歧化松香酸钾皂、脂肪酸均属于阴离子乳化剂，作为乳化剂的主要配料，用量大，影响也大。尤其是歧化松香酸，使用其生产的丁苯橡胶黏结性能和加工性能都优于其他品种。而由于松香产地的不同，歧化松香酸钾皂的品质对橡胶的生产过程，以及产品的质量也有很大影响。在定伸问题查找的过程中，对钾皂、脂肪酸生产厂家进行了更换与追踪，其影响主要是体现在对聚合转化率、胶乳稳定性，以及后处理凝聚的成品有机酸、皂含量的影响。

1.3.2 叔十二碳硫醇TDM的影响

由于叔十二碳硫醇TDM作为分子量调节剂，对橡胶的分子量分布起到调节作用，而35min 300%定伸最本质的问题就是分子量分布。适当提高TDM配方、增加加入次数可减弱转化率提高引起的性能变化[3]。由于工艺设计因素，未对TDM进行较多调整。

1.3.3 回收丁二烯（回丁）、回收苯乙烯 (回苯)的影响

由于系统聚合单体进料为新鲜单体与回收单体的混合进料，而回收单体纯度与反应杂质成反比。若在聚合反应中存在较多反应副产物、杂质等，会对橡胶内在质量产生较大影响，不仅会使丁苯橡胶定伸变差，也会影响橡胶耐磨等其他物理性质。

4月份成品35min300%定伸开始整体下滑，甚至出现一等品。4～9月通过每月排放丁苯回丁与回苯，减少了体系内的部分杂质（表3）。而到8月由于回收丁二烯储罐问题，无法排放回收丁二烯，进一步明确了回丁对聚合体系的影响，特别是对定伸问题的影响。

表3 4～9月份丁苯回丁回苯排放情况

2 结论

1） 影响SBR1502丁苯橡胶定伸应力有诸多因素，包括聚合工艺控制、后处理凝聚控制以及聚合原辅料。2）原辅料特别是各大宗原辅料，由于用量大，其品质对生产影响巨大，直接影响生产过程工艺控制,继而对橡胶35min 300%定伸造成影响。3）硫化促进剂P-60一定程度上有助于提高25min 300%定伸，但对35min 300%定伸的检测值反而有一定的降低作用。4）丁苯回收丁二烯与回收苯乙烯的累积会造成杂质堆积，根据工艺要求回丁纯度低于83%就应外排，装置自身回收单体外排不及时、外排量不够，对SBR1502 35min 300%定伸应力有一个滞后与长期的影响。