合成橡胶分类中,有一种通用橡胶,它是由异丁烯和少量异戊二烯合成的非常漂亮的无臭无味的白色弹性体。我们日常囗里嚼的口香糖还和它有关哩!它有一个鲜为人知的英文名,叫butyi.rubber,在橡胶专业术语中叫IIR,是isopreneRubber的缩写,它的发展始于对聚异丁烯的合成研究,距今已有一百四十多年的历史。而正式投入工业化生产时间,则是在1943年由Exxon公司BatonRatonRouge率先实现了丁基橡胶规模化生产并投放市场。后来德国,加拿大,法国,意大利等国家相继采用"淤浆法"也就是以氯甲烷为稀释剂,再以H20-A1C-13为引发体系,在低溫负100摄氏度下,将异丁烯与少量异戊二烯通过阳离子共聚合制得丁基橡胶。而前苏联则另辟途径,而采用溶液法去合成,以烷基氯化铝与水的络合物为引发剂,在异戊烷中于零下90度至零下70度下,异丁烯和少量异戊二烯共聚而制成丁基橡胶。用溶液法生产的丁基橡胶,不足之处是分子链存在支化,与淤浆法工艺生产的丁基橡胶相比,其综合性能还是有一定的差距,但价格相对便宜一些,在上世纪六十年代,我所在的企业生产的66型特种手套,是以丁基橡胶先以溶剂溶解成胶浆再进行乳化制得丁基胶乳。那时由于西方经济封锁,买不到埃克森[Exxon]公司产的丁基橡胶,只好使用苏产丁基橡胶,以保生产需求。丁基橡胶合成工艺看起来简单,但做起来却没有那么简单。能生产的国家不多,迄今为止,龙头老大仍然是Exxon公司,几乎占世界产量一半,且性能好,品种齐全。我国在上世纪六十年代开始以溶剂法研发生产丁基橡胶,并在八十年代以淤浆法研发丁基橡胶聚合工艺,目前我国已有燕山石化公司开发并生产丁基橡胶,还有民营的化工公司也在开发生产。
丁基橡胶的性能,是由聚异丁烯主链结构及不饱和度低所决定[仅为0.5%-0.33%]丁基橡胶分子链中侧甲基排列密集,从而限制了分子的热运动。因此赋于众所周知的各种优良性能,如透气率很低,气密性好,热稳定性佳,同时耐低温,耐臭氧和耐老化,耐水,电绝缘性好,抗辐射性和阻尼性优良。笔者正是运用丁基橡胶的优良特性,研发出国家急需的防氚长臂丁基手套,填补了我囯在该领域的一项空白。同时还在2018年研发出国家首创用于特殊装备的高阻尼防震圈和用于各种压缩机及水泵吸震静音的阻尼垫,阻尼块。
由于我国发展清洁化风力发电项目,丁基橡胶也大有用场,在制造生产长达百米以上的风叶上,需要用密封性和耐老化性能最好的材质去解决气密性,首选便是丁基橡胶。并以特殊配方特殊的工艺,制成粘性极强的丁基密封胶泥,去密封风叶连接处的缝隙,笔者有幸参与这项工程研发,为祖国日益发展的风力发电工程努力奉献,而使用的丁基密封胶泥为巨大的旋转风叶保驾护航,起着不可替代的重要作用。
随着国民经济发展的需要,丁基橡胶以它优异的性能而被广泛应用,除了人们熟悉的汽车工业使用丁基橡胶加工内胎和生产轮胎时使用丁基橡胶做水胎作辅助配件外,在医药机器械中也广泛应用,如以丁基橡胶为主材的瓶塞就是老产品,一直沿用至今。在家用电器壁挂炉的核心部件热水包部件的内壁就复以丁基胶膜,在鲜为人知的部位起着耐热水和密封作用。在航空用面罩及矿山用氧气发生器装备上都有丁基橡胶配件。
更鲜为人知的,在生产制造各种盛装石油及化工原料的铁桶桶蓋工艺上,居然也需要丁基橡胶滴入包边的夹缝中,以防洩漏,由于在制桶生产线上瞬间要完成桶盖密封自动滴加,要求密封胶有一定粘度还要干的快,过去都采用溶剂型丁基胶浆,而现在由于环保及清洁化需求,要采用水基人造丁基胶乳去替代溶剂型丁基胶浆,由于人造丁基胶乳含有水份,在封桶盖压边瞬间要快干,难度很大,在配方设计上从总固含量及硫化体系,填充体系,及自动滴加时,既要流动,又要快速胶凝,快速干燥,几方面配合才能滿足桶蓋捲边密封的要求。制桶工业,量大且连续生产,对丁基人造胶乳的要求扱为苛刻,由于广大科技人员的努力,基本解决了这一难题。
丁基橡胶应用广泛,目前我国生产和应用水平与先进国家仍有一定差距,橡胶老兵我殷切希望加快研发创新步伐,与时俱进,赶上世界先进水平,无愧于世界橡胶制造大国地位。从事橡胶事业的科技人员都要深刻去了解和学习丁基橡胶和人造丁基胶乳的性能,配合技巧,工艺特点和使用范围困使丁基橡胶更广泛更好地为建设现代化美丽中国服务。
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