溴化丁基橡膠(BIIR)是含有活性溴的異丁烯—異戊二烯共聚物彈性體峡捡，屬于功能橡膠之一击碗。由于溴化丁基橡膠擁有丁基橡膠基本飽和的主鏈，所以其具有丁基聚合物的多種性能特性们拙，如較高的物理強(qiáng)度稍途、較好的減振性能、低滲透性睛竣、耐老化以及耐天候老化晰房。橡膠材料功能化就是通過物理或化學(xué)的手段，如合成射沟、共混殊者、接枝改性、與新型材料復(fù)合或混合及新型加工方法等使橡膠材料獲得原來不具備的某些特殊性能验夯。這些特殊性能可以是力學(xué)性能方面的猖吴，如超低硬度、超高強(qiáng)度挥转；可以是熱學(xué)性能方面的海蔽，如導(dǎo)熱、熱敏變色绑谣；可以是電學(xué)性能方面的党窜，如導(dǎo)電、電磁波屏蔽和吸收借宵；可以是光學(xué)性能方面的幌衣，如光刻、光蓄壤玫；可以是生物學(xué)性能方面的豁护，如仿生；還可以是磁性欲间、親水性楚里、形狀記憶和氧富集等特性。
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BIIR的應(yīng)用及市場發(fā)展情況
BIIR是IIR的一種重要改性產(chǎn)品猎贴，它既保留了普通IIR分子結(jié)構(gòu)中的雙鍵班缎，保持了IIR的原有特性蝴光，同時(shí)在IIR分子結(jié)構(gòu)中接上了溴原子，提高了IIR的反應(yīng)活性吝梅，改善了自粘性虱疏、互粘性和IIR與不飽和橡膠的相容性、共硫化性苏携。IIR溴化后除了增加交聯(lián)活性點(diǎn)外做瞪，同時(shí)也增強(qiáng)了雙鍵的反應(yīng)性。溴代反應(yīng)主要發(fā)生在IIR中少量的雙鍵碳或緊鄰雙鍵的甲基碳上右冻，使得BIIR中溴的含量較低装蓬，在0.8％~2.5％之間。由于IIR主鏈沒有改變纱扭，被溴化的氫原子數(shù)有限牍帚，因而BIIR依然具有IIR的高阻隔性、高耐老化性乳蛾、高耐熱性暗赶、高阻尼性及較好的吸聲性能等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)具有多方面IIR所沒有的特點(diǎn)肃叶，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域蹂随，其加工應(yīng)用正在受到各方面的重視。
溴化丁基橡膠在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用與IIR相比因惭，呈現(xiàn)出吸聲性能高等優(yōu)勢岳锁，因而，在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展過程中應(yīng)注重突破IIR材料的限制蹦魔，在工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)開展過程中注重引入BIIR激率，并針對BIIR化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等，在其應(yīng)用過程中了解BIIR工藝生產(chǎn)要求勿决，繼而將BIIR引入到輪胎等產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域乒躺，達(dá)到高效性產(chǎn)品生產(chǎn)效果。
IIR與溴元素在一定工藝溫度中將發(fā)生反應(yīng)低缩，形成BIIR物質(zhì)聪蘸，即BIIR是IIR的改良產(chǎn)品，同時(shí)表制，BIIR與IIR相比，基于保留分子結(jié)構(gòu)中雙鍵的同時(shí)控乾，增加了溴原子么介，提高了反應(yīng)活性，且增強(qiáng)了分子間互黏蜕衡、自黏等效果壤短。此外，從BIIR特性角度來看，BIIR與IIR相比久脯，硫化速度較快纳胧，且與天然橡膠等物質(zhì)間保持著良好的加工性能，并在一定程度上改善了IIR在應(yīng)用過程中呈現(xiàn)出的自黏性帘撰、互黏性較差的問題跑慕，滿足了產(chǎn)品加工需求。同時(shí)摧找，從BIIR硫化性能角度來看核行，在工藝生產(chǎn)活動(dòng)開展過程中可利用氧化鋅硫化BIIR。另外蹬耘，BIIR基于具備IIR優(yōu)勢性能芝雪，即耐候性、耐臭氧性等的基礎(chǔ)上综苔，亦呈現(xiàn)出反應(yīng)活性高惩系、共硫化性、耐熱性等特點(diǎn)如筛，適用于150℃等高溫作業(yè)環(huán)境中堡牡，并可與其他橡膠進(jìn)行并用，就此改良傳統(tǒng)橡膠產(chǎn)品應(yīng)用過程中呈現(xiàn)出的相應(yīng)問題妙黍，達(dá)到高效率橡膠產(chǎn)品應(yīng)用效果悴侵，打造安全性生產(chǎn)作業(yè)空間。
丁基橡膠經(jīng)溴化反應(yīng)后除了產(chǎn)生額外的交聯(lián)位置外拭嫁，還保留了雙鍵并增大了雙鍵反應(yīng)活性可免。溴化丁基橡膠的合成方法主要有２種，一種是溶液溴化法做粤，另一種是干膠混煉法浇借。溶液溴化法產(chǎn)品性能優(yōu)良，反應(yīng)均勻且質(zhì)量穩(wěn)定怕品，工藝操作簡單妇垢，因而成為丁基橡膠溴化改性的首選方法。丁基橡膠的溴化反應(yīng)幾乎都發(fā)生在分子鏈段中異戊二烯部分肉康。
我國從上個(gè)世紀(jì)60年代開始研發(fā)丁基橡膠和溴化丁基橡膠技術(shù)闯估，但受到各方面條件限制，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程十分緩慢吼和。上世紀(jì)90年代末涨薪，北京燕山石化曾以技術(shù)引進(jìn)的方式上馬了一套丁基橡膠生產(chǎn)裝置，已實(shí)現(xiàn)4.5萬噸/年的生產(chǎn)能力炫乓，是我國唯一一套大型丁基橡膠裝置刚夺。但國內(nèi)溴化丁基橡膠生產(chǎn)仍是空白献丑。2009年龍山化工及其合作伙伴以浙江大學(xué)的小試成果為基礎(chǔ)，展開溴化丁基橡膠生產(chǎn)技術(shù)的自主研發(fā)侠姑，取得了突破创橄，打破了國際壟斷。隨著國內(nèi)外多套新建裝置的建成投產(chǎn)莽红，未來我國丁基橡膠的市場競爭將更加激烈妥畏。今后應(yīng)該密切關(guān)注國際國內(nèi)的生產(chǎn)狀況，積極開發(fā)新產(chǎn)品和拓寬新用途船老，擴(kuò)大出口咖熟，以確保我國丁基橡膠行業(yè)健康穩(wěn)步發(fā)展。根據(jù)《中國溴化丁基橡膠市場趨勢預(yù)測及投資潛力研究報(bào)告2017-2022年》顯示柳畔，預(yù)計(jì)2017年將突破70萬噸馍管。
世界丁基橡膠市場的總消耗量呈穩(wěn)步增長的趨勢，年增長率一直在2%左右薪韩，最近三年增幅較快确沸，約為5%，這主要是因?yàn)殇寤』鹉z消費(fèi)的增長拉動(dòng)俘陷。溴化丁基橡膠年增長率基本為5%罗捎。近年來我國溴化丁基橡膠消費(fèi)量也在不斷增加。2016年拉盾，我國溴化丁基橡膠的消費(fèi)量為56.8萬t桨菜，其中輪胎方面的消費(fèi)量約占總消費(fèi)量的84%，醫(yī)藥瓶塞的消費(fèi)量約占總消費(fèi)量的10.4%捉偏，其他方面的消費(fèi)量約占總消費(fèi)量的5.6%倒得。
BIIR是制造無內(nèi)胎輪胎和醫(yī)用瓶塞等制品的主要原材料，而我國BIIR的生產(chǎn)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)市場需求夭禽，國內(nèi)市場需求大部分仍需依賴進(jìn)口霞掺。2010年我國溴化丁基橡膠市場需求量達(dá)到21萬t，其中BIIR的比例達(dá)65％讹躯，并在轎車子午胎中逐步取代CIIR菩彬。隨著我國汽車工業(yè)的高速發(fā)展以及醫(yī)藥、電子等方面對橡膠制品環(huán)環(huán)限制的提高潮梯，BIIR的市場需求量在2016年達(dá)48萬t/a骗灶。因而提高BIIR的生產(chǎn)工藝和加工技術(shù)，對提高我國橡膠制品質(zhì)量秉馏，拓寬其應(yīng)用范圍矿卑，推進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有非常重要的意義。
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溴化丁基橡膠的實(shí)際運(yùn)用
溴化丁基橡膠不僅保留了丁基橡膠的優(yōu)異性能沃饶，還具有硫化速度快母廷、與高不飽和橡膠相容性好、與金屬的粘著性好糊肤、硫化效率高琴昆、可單獨(dú)使用氧化鋅硫化以及良好耐熱性等特點(diǎn)，廣泛用于子午線輪胎馆揉、無內(nèi)胎輪胎业舍、醫(yī)藥瓶塞等醫(yī)用密封材料、化工設(shè)備和容器襯里等工業(yè)產(chǎn)品中升酣。
(一)輪胎方面的應(yīng)用
在溴化丁基橡膠舷暮，即BIIR應(yīng)用過程中呈現(xiàn)出可并用的優(yōu)勢特點(diǎn)，為此在BIIR實(shí)際運(yùn)用過程中應(yīng)注重強(qiáng)調(diào)BIIR與NR間的任意比例匹配噩茄，就此改善天然橡膠應(yīng)用過程中呈現(xiàn)出的耐熱性能較差的問題下面，達(dá)到最佳的應(yīng)用效果。但在NR/BIIR應(yīng)用過程中為了滿足產(chǎn)品氣密性需求绩聘，應(yīng)注重對NR/BIIR應(yīng)用中均相問題進(jìn)行有效處理沥割，且在NR/BIIR引入過程中，針對BIIR與NR摻用后產(chǎn)品黏度凿菩、加工性能机杜、透過性等進(jìn)行測試，就此提升氣密性作業(yè)效果衅谷。例如椒拗，在輪胎生產(chǎn)過程中為了提升整體產(chǎn)品生產(chǎn)效益，知名品牌公司在材料引進(jìn)過程中获黔，注重采用100%BIIR或CIIR蚀苛，從而生產(chǎn)V級(jí)、Z級(jí)輪胎肢执。而部分小型公司在S級(jí)枉阵、T級(jí)輪胎生產(chǎn)過程中為了提升整體生產(chǎn)效率，即采用了NR/BIIR并用方式预茄，就此滿足產(chǎn)品生產(chǎn)需求兴溜，且提升產(chǎn)品氣密性能，高效實(shí)施氣密層配方方案耻陕。
目前拙徽，隨著汽車輪胎技術(shù)正在不斷發(fā)展更新，采用溴化丁基橡膠制造的子午胎將逐漸取代普通IIR制造的有內(nèi)胎輪胎诗宣。國際輪胎行業(yè)使用的溴化丁基橡膠胎中膘怕，70％為BIIR。發(fā)達(dá)國家的輪胎內(nèi)胎基本全部實(shí)現(xiàn)了丁基化召庞，日本岛心、韓國和印度等國家80%以上的內(nèi)胎用丁基橡膠制造来破，中國臺(tái)灣的內(nèi)胎丁基化率約90%。國內(nèi)只有30%忘古，所以未來的增長空間是比較大的徘禁。在全鋼子午胎上，100％使用BIIR髓堪；在半鋼子午胎上送朱，開始轉(zhuǎn)向以BIIR為主。國內(nèi)載重子午胎均使用BIIR干旁，其市場使用量占溴化丁基橡膠的75％驶沼；轎車子午胎使用CIIR，同時(shí)使用20％～40％的天然橡膠争群。
目前發(fā)展子午線輪胎已成為主流趨勢回怜。在輪胎的結(jié)構(gòu)上，轎車子午線輪胎發(fā)展寬斷面系列祭阀、高速度級(jí)產(chǎn)品鹉戚；載重車子午線輪胎重點(diǎn)發(fā)展無內(nèi)胎全鋼絲子午線輪胎，以滿足未來汽車和道路升級(jí)發(fā)展的需要专控。輪胎行業(yè)將推廣高等級(jí)轎車子午線輪胎抹凳、輕卡車子午線輪胎、低斷面和無內(nèi)胎全鋼載重子午線輪胎生產(chǎn)技術(shù)伦腐。子午線輪胎的發(fā)展將會(huì)大大促進(jìn)國內(nèi)溴化丁基橡膠需求的增長赢底。我國內(nèi)胎丁基化(包括農(nóng)用輪胎)和汽車輪胎子午化比例還很低，在今后還有很大的發(fā)展空間柏蘑，預(yù)示著IIR和HIIR消費(fèi)量將持續(xù)增長幸冻，其中HIIR的需求起主導(dǎo)作用。
輪胎氣密層的主要功能是防止氣體泄漏咳焚。氣密層膠料的特點(diǎn)是氣透性小洽损，耐屈撓疲勞、耐老化革半，并與胎體膠料有較好的粘合性碑定。BIIR已廣泛應(yīng)用于氣密層膠料中，其主要原因是：優(yōu)異的粘合性和綜合性能又官；擴(kuò)大了超低斷面延刘、高速度等級(jí)輪胎的應(yīng)用范圍，降低了滾動(dòng)阻力六敬，提高了車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性碘赖；使用高壓、節(jié)省空間的備用胎，需要?dú)饷軐泳哂懈玫臍饷苄云张荩焕匣缶哂休^好的耐屈撓龜裂性能播掷；BIIR氣密層的厚度降低了一半，材料成本降低自從1981年BIIR發(fā)明以來劫哼，輪胎標(biāo)準(zhǔn)氣密層的組成基本未發(fā)生變化叮趴。采用100份BIIR和80/20或60/40BIIR/NR共混膠制成的氣密層，除氣密層膠料中聚合物的比例發(fā)生變化外权烧，對輪胎的材料和結(jié)構(gòu)未進(jìn)行任何改變。
（二）醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用
醫(yī)用膠塞丁基化是國內(nèi)HIIR的第二大需求市場伤溉，為保證醫(yī)藥安全般码，國家醫(yī)藥主管部門規(guī)定國內(nèi)所有藥用膠塞一律停止使用普通天然橡膠瓶塞。醫(yī)用膠塞生產(chǎn)廠商正在擴(kuò)大丁基橡膠瓶塞生產(chǎn)能力乱顾，主要是用溴化丁基橡膠板祝，以適應(yīng)國內(nèi)需要。溴化丁基橡膠由于硫化速度快走净、硫化效率高券时、硫化程度高、硫化劑用量少伏伯、可實(shí)現(xiàn)無硫無鋅硫化等特點(diǎn)橘洞，從而賦予了溴化丁基橡膠瓶塞良好的物理性能和化學(xué)性能，使其具有良好的吸濕性说搅，在冷凍干燥制品中應(yīng)用較好炸枣。對于低分子量的凝血酶抑制溶液，用溴化丁基橡膠膠塞其穩(wěn)定性顯著提高弄唧；同時(shí)其化學(xué)指標(biāo)可控制在一個(gè)較好的范圍內(nèi)适肠，進(jìn)而有力保證了與氨基酸、血液制品等大輸液產(chǎn)品的相容性候引。歐美國家的丁基膠塞廠家多數(shù)采用溴化丁基橡膠侯养，目前我國也有一些公司全部使用溴化丁基橡膠生產(chǎn)膠塞。目前國內(nèi)較大的生產(chǎn)線有10多條澄干，總生產(chǎn)能力達(dá)100億只以上逛揩。到2016年，醫(yī)用膠丁基化將消耗BIIR在l5萬t/a以上傻寂。
（三）其他并用
其他方面如膠帶息尺、膠管、粘合劑和防水卷材等對溴化丁基橡膠的需求也在逐漸增加疾掰，2016年溴化丁基橡膠的總消費(fèi)量將達(dá)到17萬t搂誉。在溴化丁基橡膠產(chǎn)品開發(fā)過程中除NR/BIIR并用體系以外的其他并用亦得到了廣泛應(yīng)用，其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
第一静檬，EPDM/BIIR并用炭懊，即在溴化丁基橡膠產(chǎn)品應(yīng)用過程中并级，為了改善膠料氣密性、阻尼特性等侮腹，可在膠料應(yīng)用過程中注重EPDM/BIIR的并用嘲碧，并將BIIR含量控制在50%，緩解低溫脆性等問題的凸顯父阻，達(dá)到最佳的BIIR應(yīng)用效果愈涩；
第二，在膠料應(yīng)用過程中為了降低BIIR應(yīng)用成本加矛，應(yīng)注重結(jié)合工藝生產(chǎn)需求履婉，倡導(dǎo)BIIR/CR并用，就此基于降低成本的同時(shí)斟览，提高膠料耐熱毁腿、耐壓等性能。同時(shí)苛茂，由于BIIR膠料在應(yīng)用過程中具備G型CR硫黃硫化等性能已烤，為此，BIIR與CR的并用可達(dá)到高效性膠料應(yīng)用效果妓羊；
第三胯究，BR/BIIR并用，即在BIIR膠料應(yīng)用過程中注重BR/BIIR并用侍瑟，可以“取長補(bǔ)短”形式唐片，由BR耐磨性改良BIIR整體性能。如涨颜，在胎面膠生產(chǎn)過程中應(yīng)注重強(qiáng)調(diào)BR/BIIR的并用费韭，且采用硅烷連接橡膠與白炭黑，就此改善胎面膠性能庭瑰，達(dá)到高牽引力星持、滾動(dòng)阻力胎面膠生產(chǎn)目的。即BIIR與其他膠料的并用可改善BIIR單獨(dú)應(yīng)用問題弹灭，提升整體實(shí)際運(yùn)用效果督暂，為此，應(yīng)注重并用體系的實(shí)施穷吮，滿足當(dāng)前膠料應(yīng)用需求逻翁。
總之，溴化丁基橡膠具有耐熱捡鱼、耐臭氧八回、耐腐蝕、低氣透、耐屈撓和容易與其它橡膠并用形成共交聯(lián)結(jié)構(gòu)等特性缠诅，由于其硫化速度快溶浴、硫化效率高、硫化程度高管引、硫化劑用量少士败，可實(shí)現(xiàn)無硫無鋅硫化，在多種領(lǐng)域中正在逐步替代普通IIR褥伴，具有非常廣闊的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值和良好的市場前景谅将。近年來，各種功能性橡膠材料及制品不斷涌現(xiàn)重慢，其開發(fā)和應(yīng)用正方興未艾戏自。可以相信伤锚，21世紀(jì)的橡膠技術(shù)將向著高性能化和功能化方向發(fā)展而BIIR將起著主導(dǎo)作用。
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