低溴含量及低不饱和度溴化丁基橡胶ББК-232胶料及其硫化胶的诸项性能

江畹兰 编译

（华南理工大学材料学院 广东 广州 510641）

低溴含量及低不饱和度溴化丁基橡胶ББК-232胶料及其硫化胶的诸项性能

江畹兰 编译

（华南理工大学材料学院 广东 广州 510641）

合成了溴含量1.6%、不饱和度1.4%～1.5%（moL）。多分散系数为2.0的溴化丁基橡胶ББК-232，其各项性能与作为对比试样（国外进口）的溴化丁基橡胶相似，工艺性能也有所改善。

溴化丁基橡胶；不饱和度；溴含量；胶料及硫化胶性能

丁基橡胶及其溴化丁基橡胶具有许多独特的性能，目前在世界合成橡胶市场上十分畅销。由于溴化丁基橡胶具有低透气性、低透水性及低水蒸气渗透性，且与其他高不饱和度橡胶具有良好的粘合性能，故主要用于生产无内胎轮胎的气密层。另外，载重轮胎是在极其严酷的环境和条件下工作（滚动）的，对橡胶的质量要求很高，故溴化丁基橡胶在这方面的用量高达80%。在子午线轿车轮胎配方中，为了提高轮胎的使用寿命，也使用了溴化丁基橡胶。由于溴化丁基橡胶制气密层的高质量，从而使轮胎中的气压保持稳定，降低轮胎的滚动阻力和胎面磨耗，增加轮胎的滚动里程，尤其重要的是提高了轮胎的安全性。

研究所用的溴化丁基橡胶，系直接采用溶液法使丁基橡胶溴化而得。丁基橡胶由异丁烯与少量异戊二烯，采用氯化铝作催化剂经低温悬浮共聚制得。用于轮胎制造的溴化丁基橡胶的溴含量为1.5%～2.2%（质量）。在选择基础丁基橡胶的各个参数时，要使溴化时的门尼黏度下

降3～5个单位，不饱和度下降0.1%～0.2%，制得的溴化丁基橡胶的分子量特性及分散系数与原丁基橡胶无甚区别（见表1）。

表1 丁基橡胶与溴化丁基橡胶的分子量特性

卤化丁基橡胶的低透气性与大分子链的线性结构密切相关。这种结构形式使链段排列紧密，从而阻止了气体扩散。此外，溴化丁基橡胶的透气性还与橡胶的多分散系数有关，分子量分布越窄，透气性越低。

牌号为ББК-232的溴化丁基橡胶的特点是其分子量分布狭窄，这与其单体纯度有关；也与合成基础丁基橡胶时催化剂的低量消耗有关联（见表1）。

丁基橡胶及溴化丁基橡胶被用于制造无内胎轮胎气密层的原因之一，而它的分子量分布狭窄，而且胶料的门尼黏度较之国外对比试样要高得多。此外，ББК-232胶料的硫化速率快、焦烧时间短，加之热老化后其差别更大。ББК-232硫化胶具有较高的不透气性[与初始性能（溴含量、不饱和度、门尼黏度）相同]。

鉴于以上特点，文中研究了是否有可能降低ББК-232中的溴含量及基础丁基橡胶中的不饱和度，以期改善气密层胶料的加工性能。以气密层橡胶ББК-232的气密性不低于国外同类样品为标准，来决定要降低多少溴含量。

所研究试样的分子量特性是在液相色谱仪Breeze上测定的。该色谱仪的高分辨淋洗柱的质量测定范围从5×104～4×106，并在40 ℃下以四氢呋喃作为抽提液，用Waters公司的实用程序包外理凝胶色谱数据。

ББК中的溴含量用电位滴定法按ASTM D 3566-03规定测得，试样在氧气中预燃烧。

ББК的不饱和度用碘滴定法测定（企业内部方法）。

用具有不同特性（溴含量及不饱和度）的ББК试样，按标准配方制备了无内胎轮胎气密层胶料。具体胶料配方（质量份）∶ББК，100.0；硬脂酸，1.0；氧化锌，3.0；操作油caнтeн 4240，8.0；炭黑П-514，60.0；聚合硫磺，0.5；促进剂DM（二硫化二苯并噻唑），1.5。

胶料分两段加工。第一段混炼在实验室体系PolyLab os的密炼机RheoMix 3000 OS中进行，密炼室容积625 cm3，负荷起始温度60 ℃，转子转速50 r/min，混炼时间5 min。在第一段混炼中制备成母炼胶。硫磺及促进剂在实验室用炼胶机上加入，辊温50±5 ℃。

胶料黏度及焦烧时间在门尼黏度仪MV2000E上，按俄罗斯国家标准ГOCT 10722-76加以测定。老化后的各项性能按Michelin公司的内部方法测定（55 ℃，6 h）。

按ASTM-5289标准在MDR-2000硫化仪上，于160 ℃、30 min条件下研究分析了胶料的硫化特性。

胶料在电加热硫化机LAP-100上进行硫化，硫化温度150 ℃，硫化时间为达到正硫化t90的时间。按照ГOCT 269-66制备试样，以测定其力学性能。按照ГOCT 270-25测定试样的弹性强度性能。

在GDP-C仪器上，按DIN 53536（Brugger Muncher）规定，用压力法测定透气性。

表2列出了不同溴含量及不同不饱和度的胶料及硫化胶的试验结果。

表2 俄罗斯产不同溴含量及不同不饱和度溴化丁基橡胶的各项性能及其与国外试样的对比

（续前表）

对实验结果进行的分析表明，将ББК-232橡胶中的溴含量降至1.6%，不饱和度降至1.4%～1.5%（moL）（试样3、4），可显著提高其胶料的工艺性能。门尼黏度降低及焦烧起步时间（t35，130 ℃）推迟证实了这一点。试样2是个例外，其中溴含量低，从而使硫化速率降低（达到50%硫化程度的时间延长），硫化密度下降，这些被最大转矩与最小转矩之差（MH-ML）所证实。所有这些都会影响硫化胶的强度性能。需要指出的是，当工业生产胶料试样中防老剂（硬脂酸钙）含量减少后，其硫化特性与对比试样相近。工业生产试样3及4的强度指标及透气性均与国外试样的相近。

由以上研究结果可得出结论∶合成多分散性系数为2.0的ББК-232溴化丁基橡胶，可降低橡胶中的含溴量及不饱和度，从而可以改善胶料的工艺性能，但前提是，橡胶的强度性能及透气性要与国外对比试样相近。

[1] COФPOHOBa O.B等. CBOЙCTBA PEЗИHOBЫX CMECEЙ И PEЗИH HA OCHOBE БPOMБУTИЛ КAУЧУКA MAPКИ ББК-232 C ПOHИЖEHHЫM COДEPЖAHИEM БPOMA И HИЗКOЙ OCTATOЧHOЙ HEHACЫЩEHHOCTЬЮ[J]. Кayчyк и peзинa, 2014(04):10-12.

[责任编辑：张启跃]

TQ 333.6

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1671-8232(2016)12-0027-03

2015-04-15