橡胶原材料之通用合成橡胶（BR)

3．顺丁橡胶BR

顺丁橡胶(BR)，是顺式-1，4-聚丁烯橡胶的简称。它是由丁烯单体在催化剂作用下通过溶液聚合制得的有规立构橡胶。

(1)品种类型 

丁二烯单体在聚合反应中可能生成顺式-1，4、反式－1，4以及1，2等三种结构。这三种结构的比例会因催化剂类型和反应条件的不同而有所区别。表1-8概括了不同催化剂类型制得价值的典型聚丁二烯橡胶的结构。

表1－8 聚丁二烯橡胶的结构

从表1-8可知，采用钛型 、钴型、镍型等定向催化剂时，聚合物的顺式-1，4结构含量一般可控制在90%以上，称为有规立构橡胶，有较优异的性能。聚合物的性能与顺式-1,4结构含量的关系归纳于表1-9中。

聚丁二烯橡胶按照顺式-1,4结构含量的不同，可分为高顺式(顺式含 量96％~98%)、中顺式(顺式含量90％~95％)和低顺式(顺式含量40%以下)三种类型。

高顺式聚丁二烯橡胶的物理机械性能接近于天然橡胶，某些性能还超过了天然橡胶。因此，目前各国都以生产高顺式聚丁二烯橡胶为主。

低顺式聚丁二烯橡胶中，含有较多的乙烯基(即1，2结构)的中乙烯基丁二烯橡胶。它具有较好的综合平衡性能，并克服了高顺式丁二烯橡胶的抗湿滑性差的缺点，*适宜制造轮胎，目前正在发展中。

中顺式聚丁二烯橡胶，由于物理机械性能和加工性能都不及高顺式聚丁二烯橡胶，故趋于淘汰。

(2)高顺式聚丁二烯橡胶(顺丁橡胶)的结构特点

顺丁橡胶有着与天然橡胶非常相似的分子构型，只是在丁二烯链节中双键一端的碳原子上少了甲基取代基，其分子结构式：

表1-9聚丁二烯橡胶性能顺式1，4-结构含量的关系

顺丁橡胶有以下的结构特点：

    ①结构规整、无侧基的碳链橡胶。可以结晶、无极性、分子间作用力较小、分子链柔顺性好，非极性橡胶。

②每个结构单元上存在一个双键，不饱和橡胶，但是因为双键一端没有甲基的推电子性而使得双键活性没有天然橡胶的大。

③平均相对分子质量比较低，相对分子质量分布也比较窄。

(3)顺丁橡胶的性质、性能特点和应用

顺丁橡胶的性质、性能特点如下：

①由于分子链非常柔顺、相对分子质量分布较窄，因此具有比天然橡胶还要高的回弹性，其弹性是目前橡胶中*好的；滞后损失小，动态生热低。此外，还具有极好的耐寒性(玻璃化温度为-105℃)，是通用橡胶中耐低温性能*好的。

②由于结构规整性好、无侧基、摩擦系数小，所以耐磨性特别好，非常适用于耐磨的橡胶制品，但是抗湿滑性差。

③由于是不饱和橡胶，易使用硫黄硫化，也易发生老化。但因含有双键的化学活性比天然橡胶稍低，故硫化反应速度较慢，介于天然橡胶和丁苯豫胶之间，而耐热氧老化性能比天然橡胶稍好。

④由于分子链非常柔顺，且化学活性较天然橡胶低，因而耐屈挠性能优异，表现为制品的耐动态裂口生成性能好。

⑤由于分子链柔性好，湿润能力强，因此可比丁苯橡胶和天然橡胶填充更多的补强填料和操作油，从而有利于降低胶料成本。

⑥由于分子间作用力小，分子链非常柔顺，分子链段的运动性强，所以顺丁橡胶虽属结晶性橡胶，但在室温下仅稍有结晶性，只有拉伸到300～400％的状态下或冷却到—30℃以下，结晶才显著增加。因此，在通常的使用条件下，顺丁橡胶无自补强性。其纯胶硫化胶的拉伸强度低，仅有1～10MPa。通常需经炭黑补强后才有使用价值(炭黑补强硫化胶的拉仲强度可达17~25MPa)。此外，顺丁橡胶的撕裂强度也较低，特别在使用过程中，胶料会因老化而变硬脆，弹性和伸长率下降，导致其出现裂口后的抗裂口展开性尤差。

⑦由于是非极性橡胶，分子间作用力又较小，分子链因柔性好使分子间空隙较多，因此顺丁橡胶的耐油、耐溶剂性差。且由于相对分子质量较低，相对分子质量分布较窄，分子链间的物理缠结点少，故胶料贮存时具有冷流性，但硫化时的流动性好，特别适于注射成型。

⑧由于分子链非常柔顺，在机械力作用下胶料的内应力易于重新分配，以柔克刚，且相对分子质量分布较窄，分子间力较小，因此加工性能较差。表现在塑性不易获得；开炼机混炼时，辊温稍高就会产生脱辊现象(这是由于顺丁橡胶的拉伸结晶熔点为65℃左右，超过其熔点温度，结晶消失，胶片会因缺乏强韧性而脱辊)；成型贴合时，自黏性差。

利用顺丁橡胶上述性能的优点，特别是优异的弹性、耐磨性、耐寒性以及生热低，广泛地用于轮胎制造。所制出的轮胎胎面，在苛刻的行驶条件下，如高速、路面差、气温很低时，可以显著地改善耐磨耗性能，提高轮胎使用寿命。顺丁橡胶还可以用来制造其他耐磨制品，如胶鞋、胶管、胶带、胶辊等，以及各种耐寒性要求较高的制品。

顺丁橡胶性能上的缺点，诸如抗湿滑性差、撕裂强度低、抗裂口展开性差、加工困难、冷流性大等，可以通过与其他橡胶并用以及通过配方和工艺的改进而得到改善。

由于制造顺丁橡胶的原料来源丰富，价格低廉，以及顺丁橡胶的优异性能，所以它是合成橡胶中发展较快的一种橡胶，在全**合成橡胶的产量和耗量上仅次于丁苯橡胶，居**位。