中科院長春應用化學研究所與中國石油天然氣股份有限公司合力經過三年多的艱苦拼搏,在高乙烯基聚丁二烯橡膠制備關鍵技術研究方面取得系列新的進展。采用鐵系絡合催化劑生產高乙烯基聚丁二烯橡膠,形成了40升連續聚合的生產工藝,成功合成出門尼粘度在60-80范圍內,乙烯基含量大于80%的高乙烯基聚丁二烯橡膠,該橡膠具有低成本、高性能的特點。承擔的國家“863計劃”課題日前順利通過驗收。
高乙烯基聚丁二烯橡膠是一種同時具有低滾動阻力和良好的抗濕滑性的高性能橡膠,是制造高性能輪胎、綠色輪胎及飛機輪胎的理想膠料之一。隨著高速公路和轎車數量的快速發展,該類橡膠的需求不斷增加。但高乙烯基聚丁二烯橡膠的制備存在催化劑生產成本高,需低溫聚合等問題,嚴重制約著它的產業化進程。
長春應化所的科研人員于2006年12月承擔了國家“863”計劃課題“高乙烯基聚丁二烯橡膠制備關鍵技術研究”。他們以合成出高乙烯基含量的丁二烯橡膠,并實現連續聚合中試放大為目標,經過3年多的不懈努力,開發出具有自主知識產權的新型鐵系絡合催化劑,具有成本低、活性高、立體選擇性好,不涉及使用有毒、有害、價格昂貴的催化劑組分等特點。突破了以往鐵系催化劑聚合活性和立體選擇性較低,需低溫聚合,難以實現工業化的技術難題。不增加環保成本,生產成本與鎳系順丁橡膠成本相當,相對于鋰系催化體系溶劑精制成本更低,聚合條件溫和,不使用任何添加劑或調節劑,更適合于大規模工業生產。
在新疆獨山子石化公司20升連續聚合裝置上進行3釜連續聚合試驗顯示,該原料轉化率達到90%以上,在70℃-110℃的高溫條件下,聚合平穩,不堵不掛,聚合活性隨溫度升高而升高,聚合物的微觀結構隨聚合條件變化保持穩定。通過控制聚合工藝條件成功合成出門尼粘度在60-80范圍內,乙烯基含量大于80%的橡膠。用國標配方及硫化工藝配煉的高乙烯聚丁二烯硫化膠,其300%定伸強度高于10MPa,拉伸強度高于18MPa,斷裂伸長率高于420%。中試產品性能已超過國外工業化產品,且使用的溶劑和單體與鎳系順丁橡膠相同,可在鎳系順丁橡膠裝置上生產,不需另建生產裝置,有廣闊市場和應用前景。
該課題現已申請中國發明專利5項,美國發明專利1項,授權中國發明專利1項。