胡 玮，芦 齐，周文权

（中国石油抚顺石化分公司， 辽宁 抚顺 113004）

SBR-1500E定伸应力影响因素分析

胡 玮，芦 齐，周文权

（中国石油抚顺石化分公司， 辽宁 抚顺 113004）

定伸应力是橡胶力学性能的重要表征。2015年1月以来，SBR-1500E成品胶300%定伸应力多批分析结果低于标准指标，主要表现为：橡胶力学性能测试结果同时波动，尤以25 min定伸应力的波动幅度大，且低于指标下限多次。对异常现象进行了分析，查找波动原因。

SBR-1500E; 定伸应力; 影响因素

橡胶产品在外力作用下，要求具有一定的物理机械性能，定伸应力能直接反映出橡胶的分子量及其分布、分子间的作用力、交联密度等，是合成丁苯橡胶生产进行工艺调整最为重要的参考指标之一。某厂丁苯橡胶装置自2015年1月以来，连续出现SBR-1500E 25 min定伸应力数据异常现象，其25 min定伸应力平均值为11.7 MPa（优级品指标为11.8～16.2）MPa，35 min定伸应力平均值为16.6（优级品指标为15.5～19.5 MPa），50 min定伸应力平均值为18.7（优级品指标为17.3～21.3 MPa），均靠近指标下限，尤以25 min定伸应力显著。图1给出2015年1月1日-26日非优级品橡胶的25 min定伸应力。

图1 非优级品橡胶的25 min定伸应力Fig.1 Tensile stress（25 min）of non-excellent grade

1 分析数据对比

将丁苯橡胶装置生产的SBR-1500E外委研究院进行检测，结果与本厂中心化室得出数据进行对比，结果见表1。由比较结果可知，本厂测试的硫化特性、300%定伸应力、拉伸强度、扯断伸长率数值与外委分析结果基本吻合，测试结果均未符合优级品指标，排除分析误差，确定是由生产异常造成定伸应力波动。

2 影响因素分析

2.1 原料丁二烯对25min定伸应力的影响

作为丁苯橡胶生产的丁二烯分为新鲜丁二烯和回收丁二烯。

丁二烯中乙烯基乙炔是一种强交联剂容易使线性的橡胶分子提前交联，使得在后续硫化过程中线性橡胶分子无法交联，导致橡胶成品定伸应力下降。所以，新鲜丁二烯杂质乙烯基乙炔和总炔含量越高，成品胶300%定伸应力越低。图2给出1月份新鲜丁二烯的组成，丁二烯纯度合格，波动较小，阻聚剂含量后期略高，对产品质量影响较小。对25 min定伸应力影响较大的乙烯基乙炔和总炔烃含量都很低，因此，可以排除新鲜丁二烯对产品25 min定伸应力的影响。

表1 不同检测单位检测结果Table 1 Results of SBR 1500E by different detection units

图2 新鲜丁二烯组成Fig.2 Components of fresh butadiene

图3 回收丁二烯中二聚物对定伸应力的影响Fig.3 Effect of dipolymer in recovered butadiene

回收丁二烯中二聚物含量变化明显，其他指标正常。图3给出1月份回收丁二烯中二聚物对25 min定伸应力的影响。从该图中可以看出，25 min定伸应力随回收丁二烯中二聚物含量的升高而降低，这主要是由于随着反应周期延长，回收罐中的丁二烯杂质含量升高，导致反应使用的混合丁二烯中低聚体和多种异构体含量较多，对聚合反应有阻滞作用，造成产品25 min定伸应力偏低。为避免回收丁二烯中杂质长期积累，应定期将回收丁二烯装车外运，控制回收丁二烯中乙烯基乙炔含量及二聚物含量。

2.2 终止剂VD501对25 min定伸应力的影响

SBR-1500E采用主终止剂D500和辅助终止剂VD501作为聚合反应终止剂。D500对橡胶的硫化特性影响较小，但 VD501对橡胶的硫化特性有一定的影响，T10稍有延迟，同时T90缩短。T10延迟，也就是硫化时间向后推迟，起始硫化速度变慢，25 min硫化胶不能达到有效的交联，所以VD501对25 min定伸应力影响显著。图 4给出 1月份配制VD501浓度，从中可以看出终止剂 VD501浓度在6.8%～11.4%（指标为6%～10%）之间波动，虽有超出范围指标批次，但由于终止剂配料罐备有缓冲罐，可待配料调整后倒入缓冲罐罐内再使用，连续打料期间，可减少配料波动造成的影响。因此单一改变VD501的加入量对生产工艺进行调节，1月16日将VD501的加入量由4.5 kg/t调整到4.7 kg/t，后又调整到4.9 kg/t，25 min定伸应力上升最为显著，平均提高1～3 MPa，因此可以确定VD501对定伸应力的影响。

图4 1月份配制VD501浓度Fig.4 Concentration of VD501 in Jan

2.3 三烷基氯化胺对25 min定伸应力的影响

交联密度对定伸应力的影响较为显著，交联密度增大，定伸应力增加，而交联密度通过硫化体系中硫化剂和硫化促进剂调节。三烷基氯化胺（AM-2）为后部单元使用的硫化促进剂，有促进硫化速度的作用，提高三烷基氯化胺加料比例后可同时提高25、35、50 min定伸应力，25 min定伸应力尤为明显。将不同AM-2加入量的成品橡胶定伸应力进行对比，结果见表2。由该表可见，随着AM-2加入量的提高，成品胶的定伸应力随之提高，这是因为胶体的有效交联程度提高了。1月份处理量胶乳的处理量保持为30 m3/h左右，AM-2按理论加料量控制在65～70 L/h，产品波动后调节至70～80 L/h之间，SBR-1500E成品胶25 min定伸应力平均提高2～3 MPa。

表2 不同AM-2加入量对定伸应力的影响Table 2 Effect of addition of AM-2

2.4 其他影响因素

图5 其他影响因素Fig.5 Other factors of tensile stress

结合苯乙烯对 300%定伸应力的影响，结合苯乙烯越高，橡胶中双键越少，橡胶成品硬度高，不易被硫化，对应的橡胶成品定伸应力下降。但产品波动期间胶乳及成品的结合苯乙烯检测结果均在22.5～24.5范围内，未超出指标(图 5)。由于有机酸有促进硫化交联反应的作用，而有机皂有推迟硫化的作用，其综合作用影响 300%定伸应力。产品波动期间，有机酸、有机皂含量平稳，有机酸、有机皂差值未出现较大波动，排除其影响。

3 结 论

本次 SBR-1500E橡胶产品定伸应力偏低主要为回收丁二烯纯度下降、杂质多，VD501及硫化促进剂加入量偏低综合因素影响造成。采取定期外送回收丁二烯，适量提高VD501及AM-2的加入量，可有效提高定伸应力。

［1］ 毛骏业，孙亚莉.影响丁苯橡胶SBR1500300%定伸应力的因素[J].弹性体，1993(2)：28-33．

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Factors Influencing Tensile Stress of SBR-1500E

HU Wei , LU Qi , ZHOU Wen-quan
（Fushun Petrochemical Company Olefins Plant, Liaoning Fushun 113004, China）

Tensile stress is an important index of mechanics properties. Since JAN 2015, tensile stress of batches of SBR-1500E products cannot meet the standard, it is epitomized that the mechanics analysis results of products have been undulate, especially tensile stress at 25 min, and some analysis results are lower than the standard. In this paper, these phenomena were analyzed for searching for the causes.

SBR-1500E; Tensile stress; Influencing factors

TQ 330

A

1671-0460（2015）09-2257-03

2015-07-18

胡玮，女，辽宁抚顺人，工程师，毕业于辽宁石油化工大学，从事橡胶生产技术研究。E-mail：huwei_fs@petrochina.com.cn。