赵姜维

Zhao Jiangwei

（中国石油化工股份有限公司北京北化院燕山分院，北京 102500）

合成橡胶最重要、用量最大的用途是生产汽车轮胎。近年来，汽车工业迅猛发展，现代汽车在高速、安全、节能、环保方面的发展对轮胎性能提出了新的要求（见表1），从而对合成橡胶原料也提出了更高的要求（见表2）[1-3]，其中轿车轮胎对橡胶的性能要求高于载重车轮胎。近年来，在丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、丁基橡胶和乙丙橡胶5大汽车轮胎常用合成橡胶领域，新技术、新产品和新装置不断涌现，标志着我国合成橡胶工业进入了大发展时期。

表1 现代汽车对轮胎性能的需求

表2 轮胎研究课题及对橡胶的性能要求

1 丁苯橡胶

丁苯橡胶是用量最大的合成橡胶，目前市场上以乳聚丁苯橡胶（ESBR）为主。乳聚丁苯橡胶的工业化始于 1960年，经过不断改造扩能和新建，包括中国石化和中国石油在内的共7家企业10家工厂在生产乳聚丁苯[4]，产能达130.5万t/a，详见表3。

表3 我国2011年乳聚丁苯橡胶装置及产能

续表3

近年来，溶聚丁苯橡胶（SSBR）逐渐在中国兴起。通过高分子合成技术，溶聚丁苯橡胶可以在滚动阻力、抗湿滑性能和耐磨性能之间建立最佳平衡，具有优良耐磨性能、耐屈挠性能、耐低温性能和动态力学性能，特别适合用于轿车轮胎的胎面、胎体和胎侧等部位，代表着丁苯橡胶的发展方向。目前溶聚丁苯橡胶主要的已建和在建装置及其产能情况详见表 4，产能共计 28.2万t/a[4，5]。由于溶聚丁苯橡胶生产可以与热塑性丁苯橡胶及锂系聚丁二烯橡胶等共用一套装置，各厂家会依据市场情况随时调整产能，因此统计的数据偏差较大。

表4 我国2011年溶聚丁苯橡胶已建/在建装置及产能

2 顺丁橡胶

我国在20世纪70年代采用自主开发技术实现了顺丁橡胶工业化生产，采用的是镍系催化剂，其生产技术一直处于世界先进水平行列。目前，中国石化、中国石油和一些民企均拥有镍系顺丁橡胶生产装置，总产能达66万t/a（见表5），产品销往世界各国[6]。未来几年，我国镍系顺丁橡胶产能将进一步扩大，预计在2年内镍系顺丁橡胶产能将超过100万t/a。

表5 我国2011年镍系顺丁橡胶装置及产能

近年来，稀土顺丁橡胶因其优异的性能被视为镍系顺丁橡胶的升级品种，逐渐被工业界所重视。稀土顺丁橡胶与镍系顺丁橡胶相比具有较高的弹性、较好的拉伸性能、较低的生热和滚动阻力以及优异的耐磨耗和抗疲劳等物理机械性能，符合高性能轮胎在高速、节能、安全、环保等方面发展的需要，常用于高性能轮胎的胎面和胎侧[7]。据世界合成橡胶生产者协会统计，2011年全球有7个国家9家企业在生产稀土顺丁橡胶，总产能约在50万t/a左右，分布在意大利、德国、俄罗斯、南非、巴西、日本和中国。目前市场上的主流产品是德国Lanxess（原 Bayer）生产 Buna CB 系列牌号的稀土顺丁橡胶，其装置建于20世纪80年代。中国早在20世纪60年代就开始了稀土催化丁二烯聚合的研究，由于当时经济发展落后，未能实现工业化生产。1998年在国家863计划的支持下，中国石油锦州石化公司在镍系万吨级顺丁橡胶生产装置上成功地生产出了稀土顺丁橡胶。2011年，中国石油独山子石化公司1.5万t/a稀土顺丁橡胶生产装置和5万t/a的稀土/镍系顺丁橡胶柔性生产装置分别于 9月和 10月投产成功，稀土顺丁橡胶生产装置实现了零突破。未来几年，我国将新增26万t/a稀土顺丁橡胶的产能，包括中国石化3万t/a、齐翔腾达 5万 t/a、山东玉皇 8万 t/a和浙江TransFar的10万t/a。届时中国稀土顺丁橡胶总产能达32.5万t/a（见表6），成为稀土顺丁橡胶第一生产大国。

表6 我国2011年稀土顺丁橡胶已建/在建装置及产能

3 异戊橡胶

异戊橡胶是所有合成橡胶中结构和性能最为接近天然橡胶的胶种，是天然橡胶最佳的替代胶种。我国是世界上天然橡胶最大的消费国，但天然橡胶资源紧缺，因而同时也是最大的进口国，发展异戊橡胶可以有效地缓解这个问题。我国早在20世纪70年代就开发出了相对成熟的异戊橡胶生产技术，但由于缺乏稳定廉价的原料，一直未能实现工业化[8]。进入21世纪，中国乙烯产能大幅度增长，副产丰富的碳五资源解决了原料来源问题，中国石化、中国石油和一些民营企业开始加紧进行稀土异戊橡胶工业生产技术开发。2010年4月，中国第一套异戊橡胶生产装置在茂名顺利投产，填补了国内异戊橡胶的空白，结束了中国不能生产异戊橡胶的历史。该装置产能为1.5万t/a。2011年，青岛和抚顺分别建成了3万t/a的异戊橡胶生产装置，中国异戊橡胶生产能力达7.5万t/a，占世界总产能的 10%。未来几年，中国石化、中国石油、山东鲁华和盘锦振奥共计18万t/a的生产装置将相继建成投产，而目前国外任何一家公司都没有扩产或新建装置的计划（见表7）。预计2年后中国异戊橡胶总产能达25.5万t/a，占世界总产能的 27%，成为仅次于俄罗斯的第二大异戊橡胶生产国。

表7 我国2011年异戊橡胶已建/在建装置及产能

4 丁基橡胶

丁基橡胶最大的性能特点是其气密性好，是制作汽车轮胎内胎的主要材料。由于丁基橡胶生产工艺特殊，我国在这方面的研发力度相对较弱[9]。1999年，中国石化北京燕山分公司引进意大利PI 公司技术，建成我国第一套3万t/a丁基橡胶生产装置。经不断改造和技术革新，该装置于2003年基本实现稳定生产，于2009年扩能至4.5万 t/a。由于丁基橡胶在国内市场需求旺盛，近年来一大批丁基橡胶项目陆续开工建设，其中盘锦振奥和浙江信汇共计11万t/a丁基橡胶装置已于2011年投产，Formosa合成橡胶股份公司的5万t/a丁基橡胶装置预计在2013年建成投产，中国石化北京燕山分公司将继续新建9万t/a的丁基装置，最终形成13.5万t/a的生产能力，详见表8。

表8 我国2011年丁基橡胶已建/在建装置及产能

现代轮胎发展使得无内胎轮胎成为未来发展的趋势，而丁基橡胶由于硫化速度慢，无法作为气密层与外胎一起进行硫化。卤化丁基橡胶是对普通丁基橡胶进行卤化改性得到的，其硫化速度满足轮胎生产要求。目前我国卤化丁基橡胶生产刚刚起步，中国石化北京燕山分公司于2010年建成了一套3万t/a卤化丁基橡胶装置，并进行了数次工业试生产，已有批量产品投放市场。鉴于市场需求旺盛，中国石化北京燕山分公司将继续新建6万t/a的装置，将卤化丁基橡胶产能增至9万t/a。

5 乙丙橡胶

乙丙橡胶具有优异的耐臭氧性、耐老化性、耐化学品腐蚀性、优异的电绝缘性和耐蒸汽性等特点，在汽车工业中应用广泛，可用于制造车辆的门窗密封条、水箱软管及加热软管、雨刷器等。相比之下，用于轮胎生产的乙丙橡胶用量很小，主要用于内胎[10]。目前我国只有中国石油吉林石化公司生产乙丙橡胶，产能为 5.5万 t/a，计划2012年扩至7.5万t/a。此外，中国石化在积极兴建总产能 10.5万 t/a的乙丙橡胶装置，包括与三井化学合资的 7.5万t/a和单独投资的3万t/a；玉皇化工5万t/a乙丙橡胶预计在 2013年投产。上述装置全部建成，我国乙丙橡胶总产能将达到23万t/a，见表9。

表9 我国2011年乙丙橡胶已建/在建装置及产能

6 结束语

我国合成橡胶工业进入高速发展的时期，为我国汽车轮胎工业发展提供良好的基础。因缺乏高性能橡胶的生产，我国目前轮胎生产企业主要以生产载重轮胎为主。随着溶聚丁苯橡胶、稀土顺丁橡胶等高性能橡胶生产装置的陆续投产，必定促进我国高性能轿车轮胎的发展。轮胎生产企业应审时度势，加大轿车轮胎开发力度，增加轿车轮胎生产能力，进而提升我国汽车轮胎工业在世界的地位。

[1]陈志宏. 我国轮胎原材料现状与发展趋势[J]. 橡胶工业，1999，46（10）：621-628.

[2]赵瑞时. 21世纪环保型汽车用橡胶及其制品[J]. 世界橡胶工业，2002，29（2）：23-28.

[3]董为民，姜连升，张学全. 合成橡胶工业的发展趋势[J]. 当代石油石化，2007，15（12）：21-26.

[4]江镇海. 丁苯橡胶的市场分析及最新技术进展[J]. 橡胶参考资料，2011，41（4）：2-6.

[5]胡育林，梁滔，张华强，等. 溶聚丁苯橡胶改性技术及国内发展趋势[J]. 橡胶工业，2011，58（8）：505-511.

[6]孙淑坤，黄付玲，韩雪梅. 我国镍系顺丁橡胶现状[J]. 辽宁化工，2008，37（12）：839-841.

[7]赵世权，董为民，石路颖，等. 合成顺丁橡胶用稀土催化剂的开发进展[J]. 合成橡胶工业，2008，31（2）：81-86.

[8]Shen Zhiquan，Song Xiangyu，Xiao Shuxiu，et al. Coordination copolymerization of butadiene and isoprene with rare earth chloride-Alcohol-Aluminum Trialkyl Catalytic Systems[J]. Journal of applied polymer science. 1983，28：1585-1597.

[9]王玉瑛，石明霞，孙玉，等. 丁基橡胶生产技术及市场分析[J].弹性体，2010，20（5）：80-84.

[10]徐一兵，唐正伟，陈建军，等. 乙丙橡胶的生产技术进展及市场分析[J]. 合成橡胶工业，2011，34（4）：324-327.