SBR: Основной материал шин

В качестве основного вида синтетическогорезиныстирол-бутадиеновая резина (SBR) изменила резиновую промышленность с момента своего появления. Этот эластомер, который является сополимером стирола и бутадиена, широко используется в различных областях, таких как автомобильные шины, механические уплотнения и повседневные нужды благодаря своим сбалансированным характеристикам, стабильному предложению и контролируемой стоимости. Это основной материал для современной промышленности.

Исследование, разработка и индустриализация SBR возникли в результате прорыва ограничений на поставки натурального каучука. В начале 20 века натуральный каучук был единственным эластомерным материалом, и его производство сильно зависело от тропического климата и геополитики Юго-Восточной Азии.

Во время Второй мировой войны сбой в цепочке поставок натурального каучука непосредственно способствовал кульминации исследований и разработок синтетического каучука. SBR быстро стал основным видом синтетической резины благодаря легкой доступности сырья (стирол и бутадиен можно получить из нефтехимии) и его характеристикам, близким к натуральному каучуку.

Сегодня глобальный годовой объем производства SBR превысил 4 миллиона тонн, что составляет более одной трети общего объема синтетической резины, и стал ключевым материалом, поддерживающим развитие современной промышленности. ​

С точки зрения характеристик производительности SBR демонстрирует значительные технические преимущества и уникальные недостатки. По сравнению с полибутадиеновой резиной (BR) оптимизация характеристик SBR особенно заметна: за счет введения мономера стирола полярность молекулярной цепи усиливается, что увеличивает прочность на растяжение SBR более чем на 30%, а износостойкость при динамической нагрузке увеличивается на 20%-25%, что делает его более подходящим для изготовления протекторов шин, которые выдерживают многократное трение.

В то же время SBR имеет лучшую совместимость с наполнительными добавками, такими как черный углерод и белый углерод. Наполнитель более равномерно распределен в процессе смешивания, что может уменьшить внутренние дефекты резинотехнической смеси. Эта особенность делает его более конкурентоспособным в механических резинотехнических изделиях, которые требуют высокой прочности.​

По сравнению с натуральным каучуком (NR) характеристики SBR демонстрируют особенности "общего эквивалента и частичного недостатка". В терминах основных показателей, таких как жесткость, модуль упругости и устойчивость к старению, различия между двумя материалами небольшие, что делает SBR прямой заменой натуральному каучуку в большинстве общих сценариев.

Однако у SBR есть три очевидных недостатка: во-первых, эффект накопления тепла значителен. При прокатке на высокой скорости или многократной деформации внутренняя температура резины увеличивается на 15%-20% быстрее, чем у натурального каучука, что может легко привести к раннему старению шин и других изделий; во-вторых, сырой каучук имеет плохую вязкость, и во время переработки необходимо добавлять клеящие вещества, такие как смола, чтобы обеспечить адгезию пленки; в-третьих, прочность на разрыв невулканизованной пленки низкая, и она более подвержена разрыву в процессе формования, таком как каландрирование и экструзия, и параметры переработки необходимо оптимизировать. ​

Эти характеристики производительности напрямую определяют применение SBR. В шинной промышленности SBR занимает ключевую позицию, и около 70% производства SBR используется в производстве шин. Среди них резина для протекторов является основным сценарием применения SBR.

Благодаря синергетическому эффекту с черным углем, он может обеспечить шинам отличную износостойкость и сопротивляемость скольжению на мокрой поверхности; резина боковины использует гибкость SBR для снижения риска растрескивания во время вождения. В автомобильной промышленности SBR широко используется в уплотнительных лентах, амортизаторах, пылезащитных крышках и других деталях. Его стабильная устойчивость к погодным условиям может гарантировать долгосрочную надежную работу автомобилей в диапазоне температур от -30℃ до 80℃.

В области механического производства конвейерные ленты, уплотнительные кольца, резиновые ролики и другие изделия из SBR стали экономичным вариантом для замены натурального каучука с хорошей размерной стабильностью и преимуществами по стоимости. ​

Технология производственного процесса SBR также постоянно обновляется. Текущие основные виды эмульсионной полимеризации SBR (E-SBR) и полимеризации в растворе SBR (S-SBR) имеют свои акценты: E-SBR обладает зрелым процессом и низкой стоимостью, что делает его подходящим для массового производства общих сортов.

S-SBR может точно контролировать микроструктуру с помощью молекулярного дизайна и может производить высокопроизводительные сорта с низкимRolling Resistance и высоким сцеплением, что особенно подходит для потребностей шин новых энергетических автомобилей. В последние годы были достигнуты прорывы в исследованиях и разработках биосинтетического SBR.

Углеродный след SBR, синтезированного из растительных мономеров стирола и бутадиена, сокращается более чем на 30% по сравнению с традиционными продуктами, что предоставляет новый путь для зеленой трансформации резинотехнической отрасли. ​