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1999年中国石化北京燕化石油化工股份有限公司引进意大利PI公司生产技术建成国内第一套丁基橡胶工业装置,2004年装置产量突破设计能力达3.76万吨。2008年该装置产能扩大到年产4.5万吨丁基橡胶,生产3个牌号产品,即IIR1751用于制造内胎,IIR0745用于制造电绝缘与密封材料,IIR1751H用于制造食品、医用制品。丁基橡胶生产技术曾长期被欧美等国家垄断,产品价格高,我国长期依赖进口。基于燕化公司主导产品:IIR1751与Exxon公司Butyl268及Bayer公司Butyl301综合性能比较,开展IIR1751用于轮胎硫化胶囊配方的研究对于产品应用推广有重要经济社会意义。 本文在全面剖析IIR175l结构、性能的基础上,根据其特点:如分子量及其分布数值介于Butyl301和Butyl268之间、不饱和度值偏高;IIR1751热稳定性较Butyl301稍差;IIR1751定伸应力较Butyl268和Butyl301高,但扯断伸长率又低于后二者;IIR1751伸张疲劳寿命试验值与Butyl301和Butyl268相差较大。由此,筛选出IIR1751改性用胶,并优化出胶量、炭黑、活化剂、操作油、硫化体系、加工助剂比例,获得如下结果: (1)IIR1751并用三元乙丙橡胶(EPDM)改性,伸张疲劳寿命有大幅度提高,改性效果好于对比胶样Butyl268和Butyl301,使用EPDM37060.02和EPDM3640.00两种胶的效果基本相同,这两种胶与IIR1751胶复合时,增强填充剂都以炭黑N375效果最好。 (2)门尼粘度、门尼松弛和回弹性添加40MSF与HV-268/HY-2055助剂的效果近似。而门尼焦烧和硫化速度性能,添加40MSF后焦烧时间长、硫化速度快,其功能远好于HV-268/HY-2055助剂。此外,添加助剂HV-268/HY-2055的未老化硫化胶,其拉断伸长率、拉伸强度、定伸应力比添加40MSF助剂的要好。当硫化胶老化后,所有性能都以添加40MSF助剂的效果好。 (3)IIR1751与三元乙丙橡胶的并用比例对其大部分性能无影响。 (4)对于硫化胶,SP-1045胶的改性效果好于SP-1055和SP-1056胶,且使用份数较少时性能较好。 (5)加工助剂WS280并用EPDM3640.00改性试样,加工性能提高,硫化速度加快。未老化胶料的物理性能除撕裂强度小幅下降外,其余性能均有提高。老化胶料物理性能除硬度外均下降;并用EPDM37060.02改性的试样性能基本无改进;若添加助剂40MSF,效果较WS280好,即门尼焦烧时间较长、拉断伸长率和拉伸强度大、60min硫化试片的伸张疲劳性能好。 经IIR1751硫化胶囊实用配方性能研究和胶囊的试制及使用,确定IIR1751制作胶囊推荐配方:IIR175185.0份;EPDM37060.0219.5份;氯丁橡胶5.0份;炭黑N33040.0份;蓖麻油5.0份;氧化锌5.0份;硫化树脂10458.0份;助剂40MSF4.0份;硬脂酸1.0份;防护蜡2.0份。