反式异戊橡胶介绍.doc

反式异戊橡胶-----高性能多功能的新材料
青岛第派新材有限公司
随着我国轮胎制造等橡胶工业的迅猛发展,我国的橡胶消耗量已经超过美国而居世界之首,2009年耗胶量达到了588万吨,但自产橡胶还不足一半,大部分靠进口。特别是天然橡胶(NR),2009年自产64万吨,而进口171万吨,几乎占全世界NR产量的1/5,以致引起国际市场NR价格的高位运行,给橡胶轮胎业带来沉重负担,预计这种状况还会延续相当时间。发展NR的代用胶种,减少NR的应用比例,是合成橡胶和橡胶加工业界的重要任务。
异戊橡胶因化学组成和结构类似于NR(都是异戊二烯的聚合物),是NR的最佳代用品。异戊橡胶主要有两种:一种是顺式-1,4-聚异戊二烯,俗称异戊橡胶IR,是大家比较熟悉的通用胶种;还有一种是反式-1,4-聚异戊二烯(TPI),或称反式异戊橡胶,这是一种性能非常卓越的橡胶新材料。
一、反式异戊橡胶简介
反式-1,4-聚异戊二烯(简称为TPI)又称反式异戊橡胶、合成杜仲胶,与通用天然橡胶NR和顺式异戊橡胶IR是同分异构体。因TPI室温下易结晶,结晶熔点仅60°C左右,所以可作为低熔点塑性的医用固定矫形材料;但TPI分子链本质上仍是含不饱和碳-碳双键的柔性链,因此也可以用通常不饱和橡胶的硫化方法进行交联。当交联密度较低时,是一种热致弹性体(60°C以上表现弹性体性质,室温下结晶硬化),可作为形状记忆功能材料;当交联密度较高或与其它橡胶共混使用时,由于交联阻碍了结晶,就变成了弹性体材料。这种弹性体的最大特点是滚动阻力小,生热低,耐磨耐疲劳性能好,是制造高性能节能环保长寿命轮胎和高速火车、汽车减震制品的好材料。可见TPI既是塑料,又是橡胶,还可作功能材料,是一种用途很广的高分子新材料。
二、反式异戊橡胶的应用市场
TPI在国际市场价格为35$/kg,是通用橡胶材料价格的十倍以上,这大大限制了TPI本身市场的发展,一直仅限于医用材料等特殊用途。目前仅有日本kurary公司生产400T/a。
青岛科技大学发明并开发了一种采用负载钛催化异戊二烯本体沉淀聚合合成TPI的新技术,由于工艺流程短、投资少、效率高、能耗低,与上述国外钒体系溶液聚合比生产成本大幅度降低,甚至比同样用溶液聚合法生产的顺式异戊橡胶(IR)还低,即价格可降至NR和一般通用橡胶相当水平,为TPI的推广应用创造了有利条件。其主要应用领域如下:
1、医用材料
作为低熔点塑料,可以无须制模直接在身体上模形固化,取代传统石膏绷带、钢木制品等作为医用夹板、矫形康复器材、假肢材料等。这一直是国外合成TPI的主要用途,但价格非常昂贵,每公斤高达数百至上千元,我国还很少进口使用,老百姓也使用不起。本法合成TPI医用夹板价格仅为进口的10-20%左右,做一次上肢固定仅需十几至几十元,中国普通百姓用得起,谁不想用卫生、舒适、方便的TPI材料而去受打石膏之苦呢?中国人口众多,伤残病人就以千万计,这个市场就是巨大的,估计容量不在千吨之下。由于价格便宜,也有利于出口广大发展中国家。
2、形状记忆功能材料
用普通橡胶的硫化方法就能加工成形状记忆功能材料,而且硫化交联均匀(即便是大厚制品),形变量大,形变恢复性能好,热变形温度低(可调在60°C-室温间),使用方便,是TPI形状记忆材料的特点。加工成各种热缩管,用于地下电缆光缆的接头密封,