顺丁橡胶工艺产品质量控制

姜达明

摘要：随着国际局势变化，进一步扩大了顺丁橡胶供应缺口，供应的严重短缺正在给轮胎生产商带来困难。受此影响，我国顺丁橡胶的主要下游行业产能利用率均有不同幅度提升，为此，顺丁橡胶企业应该顺应市场需求，做好产品质量控制，提升产品市场竞争力，这对于促进企业发展意义重大。

关键词：顺丁橡胶工艺；产品质量控制；

0 前言

我国顺丁橡胶的生产能力占合成橡胶总生产能力的将近一半以上，顺丁橡胶国产技术已经较为成熟。聚丁二烯橡胶（BR）按制备方法分为两类：①溶聚：超高顺式聚丁二烯橡胶（顺式98%以上），高顺式聚丁二烯橡胶（顺式96~98%以上，Ni、Co、稀土催化剂），低顺式聚丁二烯橡胶（顺式35~40%以上，Li催化剂）,低乙烯基聚丁二烯橡胶（乙烯基8%，顺式91%），中乙烯基聚丁二烯橡胶（乙烯基35~55%），高乙烯基聚丁二烯橡胶（乙烯基70%以上），低反式聚丁二烯橡胶（反式9%，顺式91%），反式聚丁二烯橡胶（反式95%以上，室温为橡胶态）；②乳聚：乳聚聚丁二烯橡胶。溶聚BR分子量分布窄，一般分布系数为2～4，支化和凝胶少，加工性能差。乳聚BR分子量分布宽，支化和凝胶也较多，加工性能好。现在的生产工艺主要是丁二烯经溶液聚合制备得出的，在生产制备过程中，受到各种因素的影响，产品质量不能很好的保持一贯的稳定性，采取一些有效的干预措施对提升产品质量是必要的[1]。

1 顺丁橡胶产品性能及主要用途

经过总结，顺丁橡胶在性能方面的特点是：①分子结构分布规律好，分子量分布很窄，分子链很光滑，弹性好；②分子摩擦系数小，所以耐磨性好。滞后损失小，动态生热低，耐屈挠性优异。但是抗湿滑性差、耐刺穿及粘着性差；③玻璃化温度为-105℃，耐寒性好，属于通用橡胶中耐低温效果最好的；④分子量较低，分布较窄，分子链间的物理缠结点少，胶料贮存时具有冷流性。因其分子链柔性好，湿润能力强，可减少补强填料和操作油的使用，有利于降低胶料成本；⑤顺丁橡胶是不饱和橡胶，使用硫磺容易硫化，但也容易老化。因为它含有双键，化学活性略低于天然橡胶，所以硫化反应速度比较慢，并且分子量分布窄，分子间作用力小，所以加工性能偏差。

顺丁橡胶在轮胎制造行业的应用是最为广泛的，因其优异的耐磨、耐寒、耐老化和弹性好，采用顺丁橡胶生产的轮胎胎面，在通用胶中的应用性能是最好的，在较为苛刻的路况条件下，例如：高速行使、路面状况不佳、气温偏低等情况时，能够保持良好的应用效果。在生产胶鞋、胶带、胶辊等耐磨制品方面应用也比较广泛，可以显著提升这类产品的耐磨性能。并且用于生产各种耐寒性要求较高的制品，在生产缓冲材料方面应用也比较多。

2 顺丁橡胶工艺产品质量的影响因素

顺丁橡胶产品加工过程中，容易出现以下几个问题：因其具有冷流性，分子量分布窄，凝胶少，对于储存和半成品存放不利；玻璃化温度低，包辊性差会造成难以塑炼，粘着性差，混炼过程中容易出现打滑；压延压出时对温度敏感，速度不宜过快，压出时适应温度范围较窄；硫化时充模容易，不易过硫。这是由于顺丁橡胶在各个生产环节，容易受到催化剂添加配比、温度控制、时间控制、工艺技术等多种因素相关，以顺丁橡胶的混炼为例，顺丁橡胶在开炼机上混炼难以被压合成片，而且很容易造成脱辊，所以适合采用小辊矩、低辊温（40～50℃）混炼方法，进一步补充加工可使配合剂更加均匀。应用密炼机混炼时，容量可增加10%，此时混炼温度可以适当偏高，有利于配合剂均匀分散，一般将排胶温度定在130～140℃，采用两段混炼有利于分散均匀，也可采用逆混法混炼节省炼胶时间[2]。

3 顺丁橡胶工艺产品质量控制措施

3.1 低场核磁用于顺丁橡胶含量检测

顺丁橡胶中橡胶含量的多少直接影响着顺丁橡胶的物理化学性能参数,因此顺丁橡胶含量控制是非常重要的。在工业生产中,生产不同用途的橡胶,需要测量橡胶的含量以优化工艺和进行产品质量控制,进而保证产品质量和稳定产品性能。低场核磁用于顺丁橡胶含量检测原理是：基质的核磁信号衰减非常快,一般在十微秒内衰减为零。而橡胶填料的核磁信号衰减要慢的多,通常信号可以持续几十或几百毫秒。在测试之前,根据确定的标准曲线,确定核磁信号强度与橡胶含量的关系,可在30秒—2分钟内测得橡胶含量。因此,通过对NMR信号进行适当的采样,可以只获取橡胶的核磁信号,从而进行定量测量[3]。

3.2 严格检查确保装置正常运行

对装置定期检查并进行维护保养，牢固树立产品质量是生存根本，查找技术短板，制定解决措施，通过固化防板结剂加入量、定期清理模头罩、管理人员定期参与产品抽检等措施，解决黄点胶、防板结剂结块等产品质量问题。在生产全过程平稳上下功夫。将装置的各个生产单元关键质量控制点纳入考核指标，加强生产过程预判，提前介入，消除波动隐患。同时对产生波动隐患的原因仔细摸排分析，汇总处理操作，积累经验，并且举一反三。并且要将产品质量与经济责任制挂钩，分解任务目标，明确责任，有效激发员工工作积极性，严格每一道工序，将工作做细做实，持续抓好生产装置运行各项工作。

3.4 重点检查生产装置、储存设施

顺丁橡胶生产装置、储存设施重点检查:①对于涉及重点生产工艺的生产装置的使用情况重点检测，检查装置设备的自动化控制系统、安全仪器仪表系统等功能；②对可能影响产品质量的因素进行辨识和评估，落实具体防范措施。对生产期间的温度、压力、液位等信息的远程不间断采集检测，严格按照国家标准和产品性能要求进行生产；③有效执行对生产工艺的各项管理制度、操作规程，保证生产装置、储存设施的正常运行；④企业应结合冬季安全生产特点，评估对重要设备、排凝设施、保温伴热管线开展防冻防凝检查，蒸汽疏水器工况是否正常，易冻凝物料罐顶呼吸阀保温伴热设施是否正常有效；⑤实施特殊作业、检维修作业之前，排除安全风险、确认安全条件、落实控制措施；⑥各个流程落实专人监护，建立领导干部带班值班制度并有效执行。

4 结束语

顺丁橡胶的影响因素相对简单，主要受到产品供需的因素影响大，并与消费端的汽车、轮胎等橡胶行业关联度较大，既要关注顺丁橡胶周期需求面，也要密切关注下游实际采购情况。今后，在一定时间内，顺丁橡胶市场仍会持续保持增长趋势，顺丁橡胶生产企业应坚持问题导向，树立牢固的市场观念，在抓好安全稳定生产的同时强化质量管控，多措并举，严格把控顺丁橡胶产品质量，对工艺进行彻底梳理，优化工艺统筹，完成各项质量指标考核，提升顺丁橡胶优级品生产率，争创顺丁橡胶质量保持在最好水平，实现质量效益双赢。

参考文献：

[1]顺丁橡胶[Z].道客巴巴网,2012-06-17.

[2]橡胶工艺原理[Z].道客巴巴网,2020-05-08.

[3]李凯权，代俊，常辉，黄珏，石庚辰.磁流变材料的应用综述[J].探测与控制学报,2019-01-02.