溴化丁基橡胶

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1、前言卤化丁基橡胶的研究与开发始于20世纪50年代以后，目的是提高丁基橡胶硫化性能并改进它与其他橡胶并用的相容性能。1953年，Morrisay开发出丁基橡胶溴化的方法。1954年美国GoodrichChemical公司以工业规模生产出溴化丁基橡胶Hycar2204。但早期生产的溴化丁基橡胶因溴化工艺不够成熟，产品质量不高，于1969年停产。1965年以后，Polysar公司成功地开发了一种连续法制造溴化丁基橡胶工艺，并与1971年以工业化产品投放市场。其后其子公司在比利时的Antwerp建立装置，与1980年开始生产溴化丁基橡胶。1980年，ExxonChemical公司引进Polysa

2、r技术，在英国Fawley建厂，生产溴化丁基橡胶。1965年后，原苏联以干法生产溴化丁基橡胶。溴化丁基橡胶是卤化丁基橡胶一类重要品种，是丁基橡胶经溴化取代反应制得的弹性体，目前它在轮胎、橡胶工业制品和其他橡胶制品等领域中的应用十分广泛。溴化丁基橡胶(BIIR)是含有活性溴的异丁烯-异戊二烯共聚物弹性体。由于溴化丁基橡胶拥有丁基橡胶基本饱和的主链，所以其具有丁基聚合物的多种性能特性，如较高的物理强度、较好的减振性能、低渗透性、耐老化以及耐天候老化。卤化丁基橡胶气密层的发明和使用在许多方面成就了现代子午线轮胎。在轮胎气密层胶料中使用这类聚合物可以改善保压性能，提高气密层与胎体间的粘合性能以及

3、轮胎的耐久性。由于溴化丁基聚合物主链高度饱和，所以，其硫化机理要比天然橡胶或聚丁二烯橡胶等通用弹性体复杂得多。卤化异戊二烯链节的立体化学结构以及常用促进剂的碱性在硫化过程中都起着重要的作用。所以了解溴化丁基弹性体和溴化丁基弹性体配合的化学机理具有重要意义。溴化丁基橡胶如果配合得当，在轮胎气密层以外的其他领域也会具有极好的使用性能，如用于轮胎胎侧、汽车发动机减振垫、特种胶带覆盖胶以及医药领域。溴化丁基橡胶(BIIR)是含有活性溴的异丁烯-异戊二烯共聚物弹性体。由于溴化丁基橡胶拥有丁基橡胶基本饱和的主链，所以其具有丁基聚合物的多种性能特性，如较高的物理强度、较好的减振性能、低渗透性、耐老化以

4、及耐天候老化。溴化丁基橡胶相对于丁基橡胶而言，由于卤素的含性较高，所以具有较宽的硫化特性。溴化丁基橡胶的结构类似于氯化丁基橡胶，与氯化丁基橡胶一样，相对于丁基橡胶，由于卤素的活性较高，所以其也具有较宽的硫化特性。卤化丁基橡胶与不饱和通用弹性体如天然橡胶(NR)、聚丁二烯橡胶(BR)和丁苯橡胶(SBR)具有较好的共硫化性能，同时又保持了基本饱和的主链结构所拥有的其他性能。与氯化丁基橡胶相比，由于溴化丁基橡胶中碳-溴键的键能比氯化丁基橡胶中碳-氯键的键能低，所以溴化丁基橡胶的交联活性要高得多，从而使溴化丁基橡胶胶料具有较快的硫化速度，可以使用多种硫化体系硫化。因此，溴化丁基橡胶与通用弹性体的

5、共硫化匹配性要比氯化丁基橡胶的好。EXXON™星形支化溴化丁基橡胶是含有支化剂的异丁烯与异戊二烯的溴化共聚物，具有独特的分子量分布，包含部分高分子量的星形支化分子，胶料的加工性能优于普通溴化丁基橡胶。一、溴化丁基聚合物15溴化丁基橡胶是通过溴与丁基橡胶的己烷溶液反应制得的。BF固特里奇公司的Crawford和Morrissey最早发表了由少量溴，采用分批工艺改性丁基橡胶的研究结果，他们使用溴化剂如N-溴代琥珀酰亚胺，采用分批工艺进行溴化。在埃克森美孚化工公司，研究人员研究了在丁基橡胶己烷溶液中用元素氯氯化丁基橡胶。1960年在伦敦发表的一篇论文中介绍了丁基橡胶的氯化和溴化。除了以前关于交

6、联机理以及硫化胶的物理和化学性能方面的研究外，还有人探讨了卤化机理。氯化丁基橡胶的工业化生产始于1961年，其优良的性能和较好的成本效率使其在一些大型工业应用领域如轮胎气密层中的应用受到重视。按照合同，为BF固特里奇公司生产了一些溴化丁基橡胶，由BF固特里奇公司继续销售其溴化丁基橡胶工业牌号大约有5年时间。1981年，凭借21年卤化弹性体生产经验，埃克森美孚化工公司宣布进入溴化丁基橡胶的生产领域。1992年，埃克森美孚公司开始工业化生产溴化丁基橡胶牌号中的一个新产品系列，即EXXON™星形支化溴化丁基橡胶，设计用于改善胶料在工厂中的加工性能。与传统溴化丁基橡胶不同，这些产品具有独特的分子

7、量分布，含有部分高分子量星形支化的分子。溴化丁基橡胶的工业化生产溴化丁基橡胶采用两步法生产。首先是异丁烯和异戊二烯聚合生成丁基橡胶(IIR)，之后再对丁基橡胶进行溴化，制成溴化丁基橡胶。丁基橡胶(IIR)由高纯度的异丁烯和异戊二烯合成，聚合机理是复合阳离子聚合机理。催化体系是一种路易斯酸共引发剂和一种引发剂。典型的路易斯酸共引发剂有三氯化铝，二氯化烷基铝，三氟化硼，四氯化锡和四氯化钛。布朗斯特酸，如水，盐酸、有机酸或烷基卤化物用作引