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人工合成的高彈性聚合物,也稱合成彈性體。產(chǎn)量僅低于合成樹脂(或塑料)、合成纖維。其性能因單體不同而異,少數(shù)品種的性能與天然橡膠相似。

橡膠是制造飛機、軍艦、汽車、拖拉機、收割機、水利排灌機械、醫(yī)療器械等所必需的材料。根據(jù)來源不同,橡膠可以分為天然橡膠和合成橡膠。合成橡膠中有少數(shù)品種的性能與天然橡膠相似,大多數(shù)與天然橡膠不同,但兩者都是高彈性的高分子材料,一般均需經(jīng)過硫化和加工之后,才具有實用性和使用價值。合成橡膠在20世紀初開始生產(chǎn),從40年代起得到了迅速的發(fā)展。合成橡膠一般在性能上不如天然橡膠全面,但它具有高彈性、絕緣性、氣密性、耐油、耐高溫或低溫等性能,因而廣泛應用于工農(nóng)業(yè)、國防、交通以及日常生活中。

近幾年來,合成橡膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展態(tài)勢讓人欣喜。隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大,合成橡膠產(chǎn)業(yè)將在我國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟中將占據(jù)更加重要的地位。通過幾年的發(fā)展,國內(nèi)合成橡膠產(chǎn)業(yè)取得了長足的進步,無論是年產(chǎn)量和消費量,都已經(jīng)擠入世界前列。

許多國家都有各自的系統(tǒng)命名法。時下世界上較為通用的命名法是按國際標準化組織制定的,此法是取相應單體的英文名稱或關(guān)鍵詞的第一個大寫字母,其后綴以"橡膠"英文名第一個字母 R來命名。例如丁苯橡膠是由苯乙烯與丁二烯共聚而成的合成橡膠,故稱SBR;同理,丁腈橡膠稱NBR、氯丁橡膠稱CR等。中國的命名方法：對于共聚物是在相應單體之后綴以共聚物橡膠如丁二烯-苯乙烯共聚物橡膠,簡稱丁苯橡膠;對于均聚物,則在相應單體之前冠以"聚"字,而在聚合物之后綴以"橡膠"如順式-1,4-聚異戊二烯橡膠(簡稱異戊橡膠)順式-1,4-聚丁二烯橡膠(簡稱順丁橡膠)等。此外,尚有通俗取名法,即取該聚合物除碳氫以外的特有元素或基團來命名。如由 αω-二氯代烴(或α,ω-二氯代醚)和多硫化鈉形成的橡膠俗稱聚硫橡膠,而由異丁烯和少量異戊二烯共聚制得的橡膠常俗稱丁基橡膠等。

特種合成橡膠還具有不同的特定性能,這些性能常優(yōu)于天然橡膠和其他品種合成橡膠。大部分合成橡膠和天然橡膠一樣,主要用于制造汽車輪胎、膠帶、膠管、膠鞋、電纜、密封制品、醫(yī)用橡膠制品、膠黏劑和膠乳制品等。

工業(yè)合成橡膠材料有節(jié)約成本、提高橡膠制品的特性,因為天然橡膠產(chǎn)品的價格比較昂貴,為了降低企業(yè)的成本可以大量投入成本低廉的合成橡膠材料。合成橡膠材料還具有優(yōu)良的耐熱性、耐寒性、防腐蝕性且受環(huán)境因素影響小的特點,合成橡膠材料在于下60度到250度之間可正常使用。

缺點

主要缺點存在于它的拉伸效果比較差,抗撕裂強度以及機械性能也比較差。

在使用條件下呈高彈性,有一定模量。

1、ISO標準

ISO第45技術(shù)委員會（ISO/TC 45）負責橡膠與橡膠制品領域國際標準的制修訂工作,與合成橡膠對口的為ISO/TC 45/SC 3分技術(shù)委員會,負責橡膠工業(yè)用原材料國際標準的制修訂工作,負責起草國際標準120余項,標準內(nèi)容涉及基礎標準、通用方法標準、專用方法標準。

2、ASTM標準

ASTM是目前世界上最大的制定自愿性標準的組織。由于ASTM標準的先進性,在中國用戶中一直具有廣泛的使用基礎。ASTM D 11分技術(shù)委員會負責橡膠領域標準的制修訂工作,已制定合成橡膠相關(guān)標準70余項。

根據(jù)化學結(jié)構(gòu)可分烯烴類、二烯烴類和元素有機類等。

合成橡膠的分類方法很多。

按成品狀態(tài)

可分為液體橡膠(如端羥基聚丁二烯)、固體橡膠、乳膠和粉末橡膠等。

按橡膠制品形成過程

可分為熱塑性橡膠(如可反復加工成型的三嵌段熱塑性丁苯橡膠)、硫化型橡膠(需經(jīng)硫化才能制得成品,大多數(shù)合成橡膠屬此類)。

按生膠充填的其他非橡膠成分:可分為充油母膠、充炭黑母膠和充木質(zhì)素母膠。

實際應用中又按使用特性:分為通用型橡膠和特種橡膠兩大類。通用型橡膠指可以部分或全部代替天然橡膠使用的橡膠,如丁苯橡膠、異戊橡膠、順丁橡膠等,主要用于制造各種輪胎及一般工業(yè)橡膠制品。通用橡膠的需求量大,是合成橡膠的主要品種。

特種橡膠是指具有耐高溫、耐油、耐臭氧、耐老化和高氣密性等特點的橡膠,常用的有硅橡膠、各種氟橡膠、聚硫橡膠、氯醇橡膠、丁腈橡膠、聚丙烯酸酯橡膠、聚氨酯橡膠和丁基橡膠等,主要用于要求某種特性的特殊場合。

重要的品種有丁苯橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠、聚硫橡膠、聚氨酯橡膠、聚丙烯酸酯橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、硅橡膠、氟橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠和乙丙橡膠等。

近幾年,我國合成橡膠產(chǎn)能快速提高,但未能從根本上滿足國內(nèi)的巨大需求,每年進口量依然很大。細分市場方面,順丁橡膠和丁苯橡膠用途最廣,需求最多。2012年中國生產(chǎn)的合成橡膠有33.0%為丁苯橡膠,19.5%為順丁橡膠。

截止到2012年末,我國合成橡膠產(chǎn)能、產(chǎn)量分別達391.4萬噸/年、386萬噸,生產(chǎn)企業(yè)有23家。受益于原材料裝置配套齊全等優(yōu)勢,中石化和中石油為中國合成橡膠兩大主導企業(yè),其合成橡膠合計產(chǎn)能占中國合成橡膠產(chǎn)能的59.5%。

單體的生產(chǎn)和精制

合成橡膠的基本原料是單體,精制常用的方法有精餾、洗滌、干燥等。

聚合過程

聚合過程是單體在引發(fā)劑和催化劑作用下進行聚合反應生成聚合物的過程。有時用一個聚合設備,有時多個串聯(lián)使用。合成橡膠的聚合工藝主要應用乳液聚合法和溶液聚合法兩種。時下,采用乳液聚合的有丁苯橡膠、異戊橡膠、丁丙橡膠、丁基橡膠等。

后處理

后處理是使聚合反應后的物料(膠乳或膠液),經(jīng)脫除未反應單體、凝聚、脫水、干燥和包裝等步驟,最后制得成品橡膠的過程。乳液聚合的凝聚工藝主要采用加電解質(zhì)或高分子凝聚劑,破壞乳液使膠粒析出。溶液聚合的凝聚工藝以熱水凝析為主。凝聚后析出的膠粒,含有大量的水,需脫水、干燥。

人工合成橡膠的思路淵源于人們對天然橡膠的剖析和仿制,合成橡膠工業(yè)的誕生和發(fā)展取決于原料來源、單體制造技術(shù)的成熟程度,以及單體、催化劑和聚合方法的選擇。此外,由于橡膠是交通運輸工具(汽車、飛機的輪胎等)的主要材料,因而它的發(fā)展又和戰(zhàn)爭對橡膠的需求密切相關(guān)。

第一次世界大戰(zhàn)期間誕生了合成橡膠,并且有少量生產(chǎn)以應戰(zhàn)爭急需。20世紀30年代初期建立了合成橡膠工業(yè)。第二次世界大戰(zhàn)促進了多品種、多性能合成橡膠工業(yè)的飛躍發(fā)展。50年代初,發(fā)明了齊格勒-納塔催化劑,單體制造技術(shù)也比較成熟,使合成橡膠工業(yè)進入合成立構(gòu)規(guī)整橡膠的嶄新階段。60年代以后,合成橡膠的產(chǎn)量開始超過了天然橡膠。

天然橡膠的剖析和仿制 1826年,M.法拉第首先對天然橡膠進行化學分析,確定了天然橡膠的實驗式為C5H8。

1860年,C.G.威廉斯從天然橡膠的熱裂解產(chǎn)物中分離出C5H8,定名為異戊二烯,并指出異戊二烯在空氣中又會氧化變成白色彈性體。1879年,G.布查德用熱裂解法制得了異戊二烯,又把異戊二烯重新制成彈性體。盡管這種彈性體的結(jié)構(gòu)、性能與天然橡膠差別很大,但至此人們已完全確認從低分子單體合成橡膠是可能的。

合成橡膠的誕生

1900年И.Л.孔達科夫用2,3-二甲基-1,3-丁二烯聚合成革狀彈性體。第一次世界大戰(zhàn)期間,德國的海上運輸被封鎖,切斷了天然橡膠的輸入,他們于1917年首次用2,3-二甲基-1,3-丁二烯生產(chǎn)了合成橡膠,取名為甲基橡膠W和甲基橡膠H。

甲基橡膠W是2,3-二甲基-1,3-丁二烯在70℃熱聚合歷經(jīng) 5個月后制得的,而甲基橡膠 H是上述單體在30~35℃聚合歷經(jīng)3~4個月后制成的硬橡膠。在戰(zhàn)爭期間,甲基橡膠共生產(chǎn)了 2350t。這種橡膠的性能比天然橡膠差得多,而且當時單體的合成和聚合技術(shù)都很落后,故戰(zhàn)后停止生產(chǎn)。

合成橡膠工業(yè)的建立和發(fā)展

1927~1928年,美國的J.C.帕特里克首先合成了聚硫橡膠(聚四硫化乙烯)。W.H.卡羅瑟斯利用J.A.紐蘭德的方法合成了2-氯-1,3-丁二烯,制得了氯丁橡膠。1931年杜邦公司進行了小量生產(chǎn)。蘇聯(lián)利用С.Β.列別捷夫的方法從酒精合成了丁二烯,并用金屬鈉作催化劑進行液相本體聚合,制得了丁鈉橡膠,1931年建成了萬噸級生產(chǎn)裝置。在同一時期,德國從乙炔出發(fā)合成了丁二烯,也用鈉作催化劑制取丁鈉橡膠。30年代初期,由于德國H.施陶丁格的大分子長鏈結(jié)構(gòu)理論的確立(1932)和蘇聯(lián)H.H.謝苗諾夫的鏈式聚合理論(1934)的指引,為聚合物學科奠定了基礎。同時,聚合工藝和橡膠質(zhì)量也有了顯著的改進。在此期間出現(xiàn)的代表性橡膠品種有:丁二烯與苯乙烯共聚制得的丁苯橡膠,丁二烯與丙烯腈共聚制得的丁腈橡膠。1935年德國法該公司首先生產(chǎn)丁腈橡膠,1937年法該公司在布納化工廠建成丁苯橡膠工業(yè)生產(chǎn)裝置。丁苯橡膠由于綜合性能優(yōu)良,至今仍是合成橡膠的最大品種,而丁腈橡膠是一種耐油橡膠,時下仍是特種橡膠的主要品種。40年代初,由于戰(zhàn)爭的急需,促進了丁基橡膠技術(shù)的開發(fā)和投產(chǎn)。1943年,美國開始試生產(chǎn)丁基橡膠,至1944年,美國和加拿大的丁基橡膠年產(chǎn)量分別為1320t和2480t。丁基橡膠是一種氣密性很好的合成橡膠,最適于作輪胎內(nèi)胎。稍后,還出現(xiàn)了很多特種橡膠的新品種,例如美國通用電氣公司在1944年開始生產(chǎn)硅橡膠,德國和英國分別于40年代初生產(chǎn)了聚氨酯橡膠(見聚氨酯)等。第二次世界大戰(zhàn)期間,由于日本占領了馬來西亞等天然橡膠產(chǎn)地,更加促使北美和蘇聯(lián)等加速合成橡膠的研制和生產(chǎn),使世界合成橡膠的產(chǎn)量從 1939年的23.12kt劇增到1944年的885.5kt。戰(zhàn)后,由于天然橡膠恢復了供應,在1945~1952年間,合成橡膠的產(chǎn)量在432.9~893.9kt范圍內(nèi)波動。

發(fā)展新階段

50年代中期,由于發(fā)明了齊格勒-納塔和鋰系等新型催化劑;石油工業(yè)為合成橡膠提供了大量高品級的單體;人們也逐漸認識了橡膠分子的微觀結(jié)構(gòu)對橡膠性能的重要性;加上配合新型催化劑而開發(fā)的溶液聚合技術(shù),使有效地控制橡膠分子的立構(gòu)規(guī)整性成為可能。這些因素使合成橡膠工業(yè)進入生產(chǎn)立構(gòu)規(guī)整橡膠的嶄新階段。代表性的產(chǎn)品有60年代初投產(chǎn)的高順式-1,4-聚異戊二烯橡膠,簡稱異戊橡膠又稱合成天然橡膠;高反式-1,4-聚異戊二烯,又稱合成杜仲膠;及高順式、中順式和低順式-1,4-聚丁二烯橡膠,簡稱順丁橡膠。此外,尚有溶液丁苯和乙烯- 丙烯共聚制得的乙丙橡膠等。在此期間,特別橡膠也獲得了相應的發(fā)展,合成了耐更高溫度、耐多種介質(zhì)和溶劑或兼具耐高溫、耐油的膠種。其代表性品種有氟橡膠和新型丙烯酸酯橡膠等。60年代,合成橡膠工業(yè)以繼續(xù)開發(fā)新品種與大幅度增加產(chǎn)量平行發(fā)展為特征,出現(xiàn)了多種形式的橡膠,如液體橡膠、粉末橡膠和熱塑性橡膠等,其目的是簡化橡膠加工工藝,降低能耗。到70年代后期,合成橡膠已基本上可代替天然橡膠制造各種輪胎和制品,某些特種合成橡膠的性能是天然橡膠所不具備的。

合成橡膠的產(chǎn)量,1950年約達600kt,50年代以后,由于石油化工高速度發(fā)展,相應的合成橡膠產(chǎn)量也幾乎是每5年增加 1000kt左右(見表)。到1979年突破了9000kt,達到高峰,1980年產(chǎn)量開始下降,以后幾年穩(wěn)定在8000kt左右,約為天然橡膠產(chǎn)量的兩倍,合成橡膠的年產(chǎn)能力約達12Mt。

現(xiàn)狀分析及發(fā)展建議

Ⅰ.現(xiàn)狀分析

中國合成橡膠(SR)工業(yè)經(jīng)過40余年的發(fā)展,走過了自主開發(fā)技術(shù)與引進世界先進技術(shù)相結(jié)合的道路,已形成產(chǎn)品體系較完整、年產(chǎn)量1000kt以上的重要產(chǎn)業(yè),為今后的進一步發(fā)展奠定了較好的技術(shù)和市場基礎。中國SR主要生產(chǎn)企業(yè)15家,主要品種裝置生產(chǎn)能力從2000年的1004kt擴大到2005年約1400h,表觀消費量從2000年的1496h上升到2004年的2385kt,年均增長12.7%。產(chǎn)量與裝置能力相比,總體開工率達到99%,除個別生產(chǎn)裝置因缺乏原料開工率較低外,大部分裝置在超設計能力運轉(zhuǎn)。當前新一輪的SR裝置生產(chǎn)能力擴張正在進行或準備中。

中國SR產(chǎn)量從1998年的606kt上升至2004年的1373kt,年均增長率14%。20世紀90年代后期引進技術(shù)建設和投產(chǎn)的乙丙橡膠(EPR)、丁基橡膠(HR)和丁腈橡膠(NBR)均已達到或超過設計能力。中國SR產(chǎn)品的國內(nèi)市場占有率從1998年的57.1%上升至2004年的57.6%。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有所改善,丁苯橡膠(SBR)的充油膠產(chǎn)量有較大增長。

中國已經(jīng)進入世界SR生產(chǎn)大國和消費大國行列,時下中國SR生產(chǎn)能力位居世界第四,產(chǎn)量位居世界第三,消費量位居世界第一,進口量位居世界第一,是世界上最具活力的市場。隨著以中國輪胎工業(yè)為代表的橡膠工業(yè)的快速發(fā)展,中國SR產(chǎn)量和消費量將進一步增長,在世界總量中所占比例將進一步上升。

1中國SR供需現(xiàn)狀分析

1.1SR消費迅速增長

成為世界最大SR消費國世界SR消費量從1997年的10000h上升至2004年的11940kt,同期中國SR消費量從996h上升到2385kt,2003年中國SR消費量開始超過美國,位居世界第一。中國橡膠消費市場的快速發(fā)展已成為世界關(guān)注的焦點。

時下,世界SR工業(yè)盡管已步入低速增長期,但亞洲、北美及拉美的消費增長將更大,亞洲的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量分別占世界總量的32%和40%。由于發(fā)達國家橡膠工業(yè)進一步向發(fā)展中國家特別是亞洲轉(zhuǎn)移,亞洲特別是中國占世界SR總產(chǎn)能和消費量的比例將進一步提高。

SR人均消費量偏低20世紀90年代初,中國SR的表觀消費量僅為350kt/a,1997年首次突破1000kt,2002年上升至1980kt,2003年突破2000h,2004年為2385kt。2004年中國人均消費橡膠3.0kg,遠低于歐洲的5.4kg、北美的10.7kS以及日本的14.3kg。中國人均SR消費量與美國、日本、法國、加拿大及韓國等經(jīng)濟發(fā)達國家的人均消費量(7.5-14kg)相比差距仍較大。

SR使用比例必將進一步提高歐美等工業(yè)發(fā)達國家SR使用比例大多在65%以上,俄羅斯高達94.9%,而亞洲一些天然橡膠(NR)生產(chǎn)國其SR使用比例很低。2004年,世界SR使用比例為59.1%,中國SR使用比例為58.9%。

從消費總量上看,中國SR在橡膠總消費量中所占的比例雖呈逐年上升趨勢,從1999年的54%上升到2004年的58.9%,但仍低于世界平均水平(60%),更低于發(fā)達國家的水平(65%-70%)。中國NR的供應缺口在2010年將達到1500h以上,提高SR的使用比例是必然趨勢。輪胎工業(yè)中SR的使用比例對整個SR使用比例有很大影響,時下中國輪胎SR使用比例只有38%,仍有很大發(fā)展?jié)摿Α?/P>

1.2中國SR市場總體供應不足

SR國內(nèi)市場占有率低時下中國SR產(chǎn)能1400kt/a,需求量2500kt/a,總體上供需嚴重不足,自給比例不到60%。2004年國產(chǎn)SR總體市場占有率為57.6%,其中聚丁二烯橡膠(PBR)市場占有率約為85%,SBR市場占有率約為75%,氯丁橡膠(CR)市場占有率約為50%,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)市場占有率約為56%,IIR、NBR和三元乙丙橡膠(EPDM)等品種的市場占有率都不足1/3。

成為世界SR最大凈進口國中國長期以來一直是SR凈進口國,現(xiàn)已上升至世界SR最大凈進口國,進口產(chǎn)品約占國內(nèi)市場消費量的40%以上。20世紀80年代中國以進口NR為主,90年代以后SR進口量逐年增長。SR進口總量從2000年的710kt上升至2004年的1085h;七大基本膠種凈進口量從258kt上升到516kt;其中輪胎用SR產(chǎn)品進口量從184kt上升到349kt,非輪胎用SR產(chǎn)品從74kt上升到167kt。由于國內(nèi)需求強勁,中國SR出口量不大,近幾年來出口量維持在60-80kt/a,約占全國總產(chǎn)量的5%,2004年出口量85kt,其中PBR出口量在30kt左右。其他出口量較大的還有SBR、IIR和SBS。

SR進口來源主要是周邊國家和地區(qū)中國SR進口產(chǎn)品主要來自中國臺灣、日本、韓國和俄羅斯等周邊國家及地區(qū)。隨著國內(nèi)市場的進一步開放和SBR反傾銷終裁的出臺,進口來源地呈現(xiàn)多元化,使上述周邊地區(qū)在中國進口總量中所占比例從2000年的77.4%下降到2004年的66.1%,占進口產(chǎn)品總價值的比例也從72%降至62.1%。來自西歐和美國的產(chǎn)品增加,來自西歐國家的SR產(chǎn)品從2000年的33kt上升到2004年的131kt,所占比例從4.7%上升到11.9%。價值較高產(chǎn)品如鹵化IIR、EPR和CR等以來自美國、西歐和日本居多。一直呈增長勢頭的俄羅斯SR產(chǎn)品進口量從2000年的73kt上升至2003年的174h后又回落到2004年的135h,其中SBR從2002年的98h降為2004年的30kt。SBR邊境貿(mào)易量從2002年的97h降為2004年的18kt。

SR來料進料加工貿(mào)易占進口量的一半以上中國SR進口貿(mào)易中,以來進料方式為主,2004年來進料貿(mào)易共占總量的51.5%,一般貿(mào)易占36.3%,邊境貿(mào)易占7.2%,其他貿(mào)易占5.45%。一般貿(mào)易進口量的增加說明國內(nèi)SR消費市場仍需要進一步增加短缺產(chǎn)品的產(chǎn)量,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本。只有提高產(chǎn)品的國際市場競爭力,才有可能進入來進料加工貿(mào)易進口市場。

原料丁二烯供應不足,價格飚升2004年,中國生產(chǎn)SR消費丁二烯占國內(nèi)消費總量的81%,其余用于生產(chǎn)丁苯膠乳(SBRL)及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚樹脂(ABS)等占19%;國內(nèi)丁二烯供應量中商品量(含進口)進一步上升到521kt/a,已占全國丁二烯實際消費總量的49%。近兩年來因國際原油價格上升及丁二烯資源供不應求,造成丁二烯價格飚升,不僅使部分SR裝置因原料不足開工率降低,還影響到一些裝置的擴建。

1.3中國SR工業(yè)仍將繼續(xù)快速發(fā)展

國產(chǎn)SR未來市場空間廣闊在過去10年中,中國國民生產(chǎn)總值(GDP)年均增長9.3%,汽車工業(yè)年均增長15%。2010年,中國汽車產(chǎn)量將達到1000萬輛,其中轎車600萬輛(從2003年開始轎車比例達到45%)。未來10年,中國經(jīng)濟將以7%-8%的速度增長,作為國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)的汽車制造業(yè)將以18%-30%的速度遞增,與汽車工業(yè)密切相關(guān)的輪胎制造業(yè)年均增長率也將達到14%以上。各種橡膠制品的產(chǎn)量將大幅度增長,自行車胎、膠鞋等產(chǎn)量仍將位居世界首位,中國必將成為世界SR及其制品的重要生產(chǎn)基地。未來20年,是中國實現(xiàn)現(xiàn)代化的關(guān)鍵時期,中國SR工業(yè)正迎來難得的發(fā)展機遇。國家已確立在2010年前將汽車工業(yè)發(fā)展成為國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè),汽車工業(yè)進入高速發(fā)展時期,中國SR工業(yè)有著廣闊的市場空間。

SR工業(yè)競爭力必將大幅提升世界橡膠工業(yè)的投資重心轉(zhuǎn)向發(fā)展中國家特別是中國,中國正在成為世界輪胎和橡膠制品的制造加工基地,逐漸成為世界橡膠原料的需求和消費中心。隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,中國將成為未來世界SR市場競爭的重點,競爭能力優(yōu)勢明顯的膠種有利于繼續(xù)擴大規(guī)模和保持市場份額,已有技術(shù)及基本齊全的SR品種為進一步擴大規(guī)模和增加品種牌號提供了市場和技術(shù)支持。SR工業(yè)經(jīng)過多年市場化考驗,積累了一定的應變市場和產(chǎn)業(yè)安全保護方面的經(jīng)驗。中國SR市場具有需求空間大、與目標市場距離近、享有一定的關(guān)稅保護、用戶采購國產(chǎn)SR的價格較購買進口產(chǎn)品低等優(yōu)勢,有利于國內(nèi)產(chǎn)品進入市場。

1.4中國SR工業(yè)存在的差距

能耗物耗高,生產(chǎn)成本高產(chǎn)品以國內(nèi)市場為主,大部分產(chǎn)品時下尚無法與國外產(chǎn)品競爭。品種牌號較少國內(nèi)SR以通用產(chǎn)品為主,高科技、高附加值產(chǎn)品比例小;產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,質(zhì)量競爭力較弱。加工應用研究不夠國內(nèi)SR生產(chǎn)企業(yè)與橡膠加工企業(yè)聯(lián)系不夠密切,產(chǎn)銷研結(jié)合不夠緊密。科技開發(fā)投入少國內(nèi)SR生產(chǎn)、研發(fā)部門的研究開發(fā)和產(chǎn)品創(chuàng)新能力差,技術(shù)儲備不足,產(chǎn)品缺乏發(fā)展后勁。

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SR工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀

2.1原材料現(xiàn)狀分析

2.1.1丁二烯

2004年,全球丁二烯市場處于一個巨大變化期,世界丁二烯資源出現(xiàn)了供應短缺,現(xiàn)有和未來的丁二烯抽提能力難以滿足SR、尼龍、ABS市場的需求增長。東北亞成了較大的消費地,東北亞特別是中國輪胎和橡膠制品產(chǎn)量的迅速增長,導致SR和其主要原料丁二烯需求的大幅增長。

中國丁二烯生產(chǎn)在20世紀70年代隨著石油化工發(fā)展而逐漸發(fā)展起來。20世紀90年代,隨著中國乙烯生產(chǎn)能力和產(chǎn)量的不斷增加,中國丁二烯發(fā)展迅速,生產(chǎn)能力和產(chǎn)量不斷增加。時下,中國丁二烯生產(chǎn)裝置有20套,總產(chǎn)能超過1100kt/a。

中國丁二烯消費增速較快,1998年表觀消費量只有497kt,2004年達到1053kt,增幅達111.9%,年均增長率為13.3%。國內(nèi)產(chǎn)能和產(chǎn)量不能滿足需求,每年都進口相當數(shù)量。2004年進口195.8kt,比上年增長44.1%。中國丁二烯產(chǎn)量從2000年555kt上升到2004年880.5h,進口量從95h上升到195.8kt,消費量從650h上升到1053h。自給率從85.4%降為82.2%。

中國生產(chǎn)丁二烯全部采用乙烯裝置聯(lián)產(chǎn)的裂解碳四作原料,抽提工藝有乙腈(ACN)法、二甲基甲酰胺(DMF)法和N-甲基吡咯烷酮(NMP)法3種。

目前國內(nèi)部分新建乙烯裝置相繼建成投產(chǎn),還有一批擬建和擴建乙烯項目正在準備和規(guī)劃中。2010年前后全國乙烯裝置總產(chǎn)能將達12000-14000kt/a,潛在的丁二烯總資源(以乙烯產(chǎn)量的13%計)將達1600-1800kt/a,屆時將有充分的丁二烯資源可供國內(nèi)SR發(fā)展所需。

2.1.2苯乙烯

目前國內(nèi)苯乙烯總產(chǎn)量在1100kt/a以上,而需求量卻在3000kt/a以上,國家需要進口2000kt/a以上的苯乙烯。

國內(nèi)現(xiàn)有10余套苯乙烯裝置,生產(chǎn)技術(shù)基本全部由國外提供。2001年,中國石油化工股份有限公司把苯乙烯技術(shù)國產(chǎn)化確定為科技攻關(guān)項目,并于2003年10月在齊魯石化公司開始實施。項目投資3.6億元,將齊魯石化公司苯乙烯裝置產(chǎn)能由60kt/a改造為200kt/a,屬于目前國內(nèi)最大裝置。生產(chǎn)工藝全部采用齊魯石化公司和北京石油科學院等7家單位共同開發(fā)的技術(shù),國家科技部將這一項目確定為國家級攻關(guān)項目。2004年8月,齊魯石化公司苯乙烯裝置建成,10月正式投產(chǎn),并產(chǎn)出合格產(chǎn)品,創(chuàng)出了國內(nèi)苯乙烯裝置從投產(chǎn)到產(chǎn)出周期最短的記錄。該裝置日產(chǎn)達到滿負荷的600t,標志著苯乙烯生產(chǎn)技術(shù)國產(chǎn)化取得成功。

近期國內(nèi)有一批在建、擴建及擬擴建、新建苯乙烯項目,若這些裝置最后均建成投產(chǎn),中國苯乙烯裝置總生產(chǎn)能力將接近2000kt/a。

2.2中國SR技術(shù)現(xiàn)狀

中國擁有部分膠種的核心生產(chǎn)技術(shù),其中具有核心技術(shù)支撐的SBR、SBS和PBR等產(chǎn)品市場占有率較高,并可根據(jù)國內(nèi)市場容量的擴大,及時擴充能力,進一步擴大市場占有率。

(1)鎳系PBR全部采用國產(chǎn)化工藝技術(shù)和設備建成,產(chǎn)品質(zhì)量和工藝技術(shù)指標位居世界先進水平,市場占有率長期維持在85%以上,且有30kt/a產(chǎn)品銷往國外。

(2)采用引進技術(shù)建成投產(chǎn)的乳聚丁苯橡膠(ESBR)裝置經(jīng)長期的消化吸收及技術(shù)創(chuàng)新,具有自主擴能、設計和建設新裝置能力,并在開發(fā)適應市場需要的新產(chǎn)品、新牌號方面取得了實質(zhì)性進展。

(3)自主開發(fā)成功鋰系聚合物生產(chǎn)技術(shù),SBS、溶聚丁苯橡膠(SSBR)和丁苯透明抗沖樹脂均已建成生產(chǎn)裝置,其中SBS已成為產(chǎn)量產(chǎn)能僅次于SBR和PBR的第三大SR產(chǎn)品。SBS不僅大量用于鞋材,而且在道路瀝青改性、黏接劑及聚合物改性等應用領域也取得了積極進展,并將形成SBS的氫化產(chǎn)物(SEBS)等高檔品種市場。這些品種將維持國內(nèi)市場的持續(xù)競爭力。

(4)采用引進技術(shù)建成的EPR、NBB和IIR等裝置,生產(chǎn)銷售進入正常,并在裝置能力和產(chǎn)品牌號等方面有了一定的發(fā)展,為進一步擴大能力奠定了一定的市場和技術(shù)基礎。

(5)中國時下尚沒有掌握核心技術(shù)的SR品種的擴能改造仍受引進技術(shù)和設備的高投入制約,加劇了擴能投資的不確定性和風險。

2.3中國SR產(chǎn)品發(fā)展趨勢

中國SR產(chǎn)品38%左右應用于輪胎行業(yè),輪胎行業(yè)的技術(shù)進步和發(fā)展直接影響著SR的發(fā)展。隨著環(huán)保要求的不斷提高,輪胎將向著子午化、扁平化和無內(nèi)胎化方向發(fā)展。因而環(huán)境友好的綠色環(huán)保產(chǎn)品及高性能化和功能化SR品種將是今后SR總的發(fā)展趨勢。

(1)ESBR仍占SBR的主導地位。其發(fā)展方向是增加非污染型充油牌號、SBR炭黑母煉膠以及高苯乙烯含量牌號,用于制造淡色、透明制品的低門尼黏度牌號,用于輪胎胎面的充油牌號,預交聯(lián)、粒狀、液體、粉末、羧基及防滑ESBR等品種。

(2)SSBR將逐漸成為發(fā)展的重點。充油SSBR以及中、高乙烯基SSBR牌號,改善SSBR回彈性和生熱性的分子鏈末端改性技術(shù),能降低滾動阻力的SSBR加氫技術(shù),能減少分子鏈自由末端、降低滾動阻力的錫鋰引發(fā)劑制備技術(shù)以及三元集成橡膠(SIBR)的制備技術(shù)將成為未來開發(fā)的重點。

(3)PBR將繼續(xù)保持第二大膠種的地位,但鎳系PBR在輪胎消費中所占的比例會有所下降。在牌號上更需注重充油、氯化、環(huán)氧化、羧基化等改性PBR的開發(fā)。稀土釹系PBB和低順式PBR及中、高乙烯基PBR將在輪胎工業(yè)中引起更多關(guān)注。鋰系PBR的重點是發(fā)展用于高抗沖聚苯乙烯(HIPS)改性的低順式PBR、滾動阻力和抗?jié)窕�性均衡的中乙烯基聚丁二烯橡膠(MVBR)和高乙烯聚丁二烯橡膠(HVBR)以及適用于全天候輪胎胎面膠的分子鏈端基改性PBR。

(4)IIR的重點是發(fā)展提高氣密性和相容性的鹵化IIR,并形成系列化產(chǎn)品,如提高硫化膠物理性能和耐侯性的高黏度IIR,改善其加工性能的星形IIR。

(5)苯乙烯類熱塑性彈性體生產(chǎn)技術(shù)總的發(fā)展趨勢是品種的多樣化,牌號的精細化和專用化。今后發(fā)展重點是用于瀝青改性、建筑材料、黏合劑和塑料改性的專用牌號。

(6)EPDM傳統(tǒng)的溶液聚合工藝將面臨茂金屬催化劑與氣相聚合等新工藝技術(shù)的挑戰(zhàn)。今后開發(fā)的熱點是用于潤滑油改性劑的低黏度系列牌號,通過離子化、接枝、鹵化、環(huán)氧化和官能團化等化學改性制備的特殊牌號,采用1,7-辛二烯作第三單體制備具有高無規(guī)度并有良好加工性能的中低門尼黏度新牌號等。

(7)NBR繼續(xù)向高性能化發(fā)展,具有代表性的產(chǎn)品是高飽和度氫化丁腈橡膠(HNBR)、耐油性和耐寒性得到更好平衡的窄相對分子質(zhì)量分布NBR、低含量非橡膠組分的NBR、液體端羥基NBB及羧基粉末NBR。

3結(jié)束語

a)盡管中國SR的產(chǎn)量快速增長,但產(chǎn)量的增加仍不能滿足國內(nèi)消費市場增長的需求,有40%以上產(chǎn)品依靠從國際市場進口。雖然中國SR生產(chǎn)企業(yè)已注重產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整,但產(chǎn)品牌號單一、缺乏系列化產(chǎn)品的現(xiàn)狀尚未得到根本改變,產(chǎn)品產(chǎn)量和品種與國內(nèi)需求相比差距大。

b)中國SR部分膠種缺乏核心技術(shù),擴大能力仍受引進技術(shù)和設備的高投入制約。這部分膠種或牌號不但引進技術(shù)難度增加,且引進的投資費用上升。重視核心技術(shù)開發(fā)和對引進技術(shù)的消化吸收及創(chuàng)新,提高核心技術(shù)產(chǎn)品的市場占有率是當務之急。

c)國營企業(yè)營銷機制不適應市場發(fā)展需要,與下游市場聯(lián)系不夠密切,一些新品種新牌號的研究開發(fā)、市場推廣和工業(yè)化生產(chǎn)開發(fā)進展緩慢.科研成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)化產(chǎn)品周期較長。

d)中國SR技術(shù)和市場發(fā)展?jié)摿�巨�?未來20年是中國SR工業(yè)大發(fā)展的有利時機,中國SR生產(chǎn)企業(yè)和科研人員應抓住機遇,促進中國SR工業(yè)的快速發(fā)展。

Ⅱ

發(fā)展建議

1概述

中國合成橡膠(SR)工業(yè)經(jīng)過40多年的發(fā)展,開發(fā)了處于世界先進水平的鎳系聚丁二烯橡膠(Ni-BR)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、溶聚丁苯橡膠(SSBR)等成套工業(yè)生產(chǎn)技術(shù),已形成七大產(chǎn)品系列、年產(chǎn)量超過1000h的重要產(chǎn)業(yè)。2005年,中國SR總產(chǎn)量達1332.9kt,較上年增長8.3%,其中丁苯橡膠(SBR)產(chǎn)量514,2kt,較上年增長9.6%,聚丁二烯橡膠(BR)產(chǎn)量396.2kt,較上年增長-0.4%,丁腈橡膠(NBR)產(chǎn)量38.8h,較上年增長20.2%,氯丁橡膠(CR)產(chǎn)量41.5h,丁基橡膠(IIR)產(chǎn)量39.0kt,較上年增長3.7%,乙丙橡膠(EPR)產(chǎn)量19.2h,較上年增長-11.6%,SBS產(chǎn)量284.0kt,較上年增長17.2%。雖然中國SR工業(yè)有了長足的發(fā)展,但仍不能滿足國內(nèi)市場的需求,每年需進口1000kt,約占國內(nèi)市場需求量的47%,已成為世界最大的橡膠進口國。

時下,中國SR總消費量約占國內(nèi)橡膠消費總量的59%,SR尚有較大的市場發(fā)展空間,而且,隨著中國汽車工業(yè)的發(fā)展,對SR的需求不斷增加,使SR工業(yè)迎來了一個快速發(fā)展的時期。近幾年來,國內(nèi)掀起了SR裝置的改擴建高潮,但裝置改擴建的科學性、布局的合理性、發(fā)展的必要性等問題依然需要縝密思考。

2中國SR工業(yè)發(fā)展建議

2.1集中資源和技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)展原則

以"做大、做強、做精"為指導思想,以"集中資源及技術(shù)優(yōu)勢"為原則發(fā)展中國的SR工業(yè),對同一膠種不宜過度分散布點發(fā)展。

(1)SR的生產(chǎn)工藝流程長,助劑種類多,原材料要求高,過程控制難度大,對于一個未從事過同類橡膠生產(chǎn)的企業(yè)而言,要將新建裝置開得乎穩(wěn)一般需要3年左右,掌握其技術(shù)需要5年左右,這對裝置開工后3-5年內(nèi)的產(chǎn)品銷售會產(chǎn)生很大壓力。

(2)SR產(chǎn)品的應用領域廣,用戶相對分散,各用戶的應用配方也不一樣,加工應用技術(shù)難度大;不同生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的同一牌號產(chǎn)品的加工性能也不盡相同,產(chǎn)品銷售離不開強有力的加工應用技術(shù)服務,需要產(chǎn)銷研的緊密結(jié)合。未從事過SR生產(chǎn)的企業(yè)缺乏銷售及售后技術(shù)服務的能力,而培養(yǎng)售后技術(shù)服務人員又需要相對長的時間和大量的資金投入,這會進一步降低裝置的盈利能力。

2.2按市場需求發(fā)展膠種

中國SR按未來市場需求的迫切程度,主要膠種的發(fā)展依次為:IIR(尤其是溴化和氯化IIR)、NBR、EPR、SBS、釹系順丁橡膠(Nd-BR)、乳聚丁苯橡膠(ESBR)、異戊橡膠(IR)、SSBR、Ni-BR。

時下,中國IIR、NBR、EPR的自給率只在30%左右,IIR中鹵化IIR尚未生產(chǎn)。IR在中國屬于空白膠種。SSBR在中國雖有2套生產(chǎn)裝置,但近幾年幾乎未組織生產(chǎn)。國內(nèi)SBR和BR的供應情況較好,特別是BR的自給率超過80%。

2.2.1IIR(丁基橡膠)

IIR氣密性能優(yōu)異,是制造內(nèi)胎最理想的膠種,發(fā)達國家輪胎內(nèi)胎的原料已全部采用IIR。隨著無內(nèi)胎輪胎的發(fā)展,對用作無內(nèi)胎輪胎內(nèi)襯密封層材料的鹵化IIR的需求正逐年上升,已占IIR的60%左右。

時下,國內(nèi)IIR消費結(jié)構(gòu)為輪胎領域約占消費總量的84%,醫(yī)藥用瓶塞約占11%,其他方面約占5%。受國家鼓勵發(fā)展子午線輪胎政策的影響,國內(nèi)鹵化HR需求將快速增長。中國應盡快發(fā)展鹵化IIR業(yè)務。具體實施原則:在保證現(xiàn)有IIR裝置正常運行的前提下,加快新品種和新牌號的研發(fā)與生產(chǎn),不斷完善品種結(jié)構(gòu),積極開發(fā)IIR的非內(nèi)胎用膠市場;盡快著手鹵化IIR生產(chǎn)技術(shù)的儲備或引進并投產(chǎn);擴大裝置規(guī)模,在條件成熟之時考慮新建1-2套50kt/a以上規(guī)模的IIR生產(chǎn)裝置。

2.2.2NBR(丁腈橡膠)

2003年中國進口NBR93h,2004年進口NBR106kt,2010年NBR的需求量將達到150kt,應迅速擴大NBR的生產(chǎn)能力,以補充市場缺口。

2.2.3EPR(乙丙橡膠)(EPDM)

2004年中國EPR進口量約為50kt,2010年EPR需求量將達210kt,市場潛力巨大。而時下中國石油吉林石化公時下司20kt/aEPR裝置是中國惟一生產(chǎn)EPR的裝置,EPR市場缺口很大。

2.2.4SBS

2004年中國SBS產(chǎn)量為230h,進口量為260-280kt,到2010年供需缺口將進一步加大。所以新建裝置以生產(chǎn)SBS為主,且應考慮建設多功能裝置,兼顧生產(chǎn)SSBR、低順式聚丁二烯橡膠(LCBR)以削減市場風險。在引進技術(shù)時多考慮SBS消費結(jié)構(gòu)的變化,由于用SBS改性的道路瀝青特別適合于中國南方的道路建設,因此,用于道路瀝青改性的SBS將呈快速增長趨勢。SBS裝置的后處理工藝最好是濕法凝聚和干法凝聚結(jié)合,以增加不同形狀的產(chǎn)品,提升產(chǎn)品競爭力。

2.2.5SBR(丁苯橡膠)

謹慎發(fā)展SSBRSSBR是高性能輪胎發(fā)展的需要,但近幾年內(nèi)SSBR不會快速增長,這是由中國的汽車工業(yè)及道路的現(xiàn)狀所決定的。盡管SSBR與ESBR相比有很多優(yōu)點,但至今還沒得到快速發(fā)展,其主要原因有:一是生產(chǎn)成本比ESBR高,導致產(chǎn)品價格高;二是不同廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品之間互換性較差;三是國內(nèi)輪胎企業(yè)(不含外資企業(yè))基本都沒有將SSBR試用于輪胎,再加上其受天然橡膠(NR)的價格影響亦較大。

為進一步削減SSBR裝置的風險,SSBR裝置的建設宜采取如下措施:(1)購買引進技術(shù)的同類產(chǎn)品,在國內(nèi)開展預銷售,并在技術(shù)談判時要求專利商提供加工應用配方;(2)在引進技術(shù)時,同時引進一套500t/a級的中試裝置,即可進行技術(shù)的消化吸收,也能提供批量產(chǎn)品進行市場開拓;(3)優(yōu)先選擇與知名外資企業(yè)合資或合作,同時與國內(nèi)的知名輪胎企業(yè)建立長期的戰(zhàn)略合作關(guān)系,培育市場,引導市場;(4)為實現(xiàn)裝置的多功能化,用于生產(chǎn)SSBR裝置的聚合單元不宜采用連續(xù)工藝,而應采用間歇工藝,以確保裝置的靈活性,且單線生產(chǎn)能力不宜超過30kt/a。

建議引進的SSBR產(chǎn)品:(1)典型的苯乙烯質(zhì)量分數(shù)為12%-18%,23%-25%,33%-50%。(2)典型的乙烯基質(zhì)量分數(shù)為10%-18%,30%-40%,40%-50%,接近或大于60%。(3)防老劑以非污染型為主,產(chǎn)品充油和非充油兼顧。

ESBR還有發(fā)展空間2003年國內(nèi)進口ESBR204h,2004年進口約150kt,這主要是國內(nèi)反傾銷的結(jié)果。這幾年來國內(nèi)各生產(chǎn)企業(yè)開工率幾乎都超過100%,但仍呈供應不足的局面。

市場調(diào)查結(jié)果表明,國內(nèi)輪胎生產(chǎn)企業(yè)所用的SR品種主要為BR9000,ESBR1500,ESBR1502,ESBR1712以及IIR等。在SR和NR的配用上,各輪胎生產(chǎn)企業(yè)都可以在NR/SR(質(zhì)量比)0.4:0.6-0.6:0.4進行調(diào)整,這種調(diào)整完全取決于價格。在ESBR和BR的配用上,除斜交輪胎中BR的使用比例較大外,其余輪胎中ESBR的使用比例要大一些,ESBR/BR(質(zhì)量比)一般為1.0:0.8-1.0:1.0。被調(diào)研的企業(yè)普遍認為,今后相當長的一段時間內(nèi)國內(nèi)輪胎生產(chǎn)用膠仍將以ESBR為主,ESBRl500E,ESBR1712E及充炭黑的母煉膠將有更好的發(fā)展前景,這是輪胎出口量增大的要求(尤其出口到歐洲的輪胎,其要求用環(huán)保型的原料ESBR)。

為滿足市場需求,中國應積極發(fā)展ESBR,但應采取如下措施:(1)ESBR裝置的建設應采取慎重的態(tài)度,切忌盲目發(fā)展,蜂擁而上。為市場容量計,應分批建設。(2)建議ESBR裝置的單線生產(chǎn)能力為50-80kt/a,多考慮發(fā)展充油及環(huán)保型ESBR,如ESBR1500E,ESBR1712E等。(3)若需引進技術(shù),在引進技術(shù)的同時從國外引進一套多功能乳液聚合(主要適合于ESBR及NBR)小試裝置,以便于開展對引進技術(shù)的消化吸收和新產(chǎn)品的研發(fā)工作。

2.2.6BR(順丁橡膠)

發(fā)展BR不能走擴大產(chǎn)能和新建裝置的路子,而應進一步研發(fā)高附加值的新產(chǎn)品,如Ni系充油BR、充油充炭黑BR母煉膠、用于苯乙烯類樹脂抗沖改性劑的LCBR等;開辟新的應用市場,如增加BR在工程輪胎、拖拉機輪胎、農(nóng)用輪胎中的使用比例;大力開展Ni系、Nd系BR催化劑的研究和開發(fā),研究氣相或液相聚合生產(chǎn)BR的新技術(shù);進一步優(yōu)化現(xiàn)有生產(chǎn)催化體系和工藝條件,用單一溶劑代替混合溶劑;開發(fā)新型聚合釜及新型攪拌器;研發(fā)直接干燥技術(shù);實現(xiàn)全過程及品種牌號切換的自動控制等。

Nd-BR是近幾年來引入注目的新品種,其加工性能、硫化膠的物理機械性能以及抗?jié)窕�性能均�?yōu)于其他催化體系生產(chǎn)的BR,具有五大優(yōu)點:(1)Nd系催化劑屬于非氧化型,殘留物不會引發(fā)聚合物降解,無需脫除,有利于簡化工藝和節(jié)能;(2)易調(diào)整聚合物的門尼黏度和生產(chǎn)高門尼黏度充油基礎膠;(3)采用脂肪烴溶劑,有利于環(huán)境保護;(4)聚合反應具有準活性特征,分子鏈末端可進行化學改性;(5)有利于實現(xiàn)氣相聚合法生產(chǎn)BR。這完全符合現(xiàn)代SR工業(yè)節(jié)能降耗、保護生態(tài)環(huán)境和產(chǎn)品高性能化的發(fā)展趨勢。

Ni-BR也是近幾年來的開發(fā)熱點之一,同其他催化體系制得的BR相比,具有優(yōu)異的耐寒性,尤以低溫屈撓性更佳,還具有色澤淺、透明、不含凝膠和純度高等優(yōu)點,Ni-LCBR是優(yōu)異的樹脂抗沖改性材料,而高乙烯基聚丁二烯橡膠、中乙烯基聚丁二烯橡膠可與ESBR并用生產(chǎn)高性能的輪胎。Ni-BR可與SBS、SSBR、苯乙烯-異戊二烯-丁二烯共聚橡膠在同一套裝置上生產(chǎn)。

2.2.7IR(異戊橡膠)

IR的分子結(jié)構(gòu)和性能類似于NR,在輪胎工業(yè)領域可作為NR的替代品,但因其生產(chǎn)成本較高,無法與NR、ESBR、BR等競爭而發(fā)展緩慢,尤其是20世紀70-80年代西方發(fā)達國家先后關(guān)閉或拆除IR生產(chǎn)裝置。前蘇聯(lián)及東歐國家則采取優(yōu)先發(fā)展IR的方針,使得IR工業(yè)獲得迅速發(fā)展,成為IR的主要生產(chǎn)地區(qū),但由于該地區(qū)的政局動蕩和經(jīng)濟滑坡,導致IR的生產(chǎn)能力下降。

IR工業(yè)的發(fā)展與以下3個因素有關(guān):(1)IR與NR一直處于競爭之中,NR生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展及其供應量和價格走勢對IR的發(fā)展具有至關(guān)重要的影響;(2)異戊二烯單體占IR總生產(chǎn)成本的55%以上,提高單體生產(chǎn)技術(shù)水平是IR生產(chǎn)發(fā)展的關(guān)鍵因素;(3)擁有IR絕大部分生產(chǎn)能力和需求以及技術(shù)開發(fā)能力的前蘇聯(lián)地區(qū)的政治、經(jīng)濟的發(fā)展趨向,對世界IR的發(fā)展具有舉足輕重的作用。

時下,IR所占市場的比例較小,但由于世界各國的輪胎工業(yè)都在向節(jié)能型子午線輪胎過渡,其銷售潛力很大,將逐步進入復蘇階段。從戰(zhàn)略考慮,中國NR資源缺乏,在取得國家政策支持的前提下,將C5資源相對集中,結(jié)合C5綜合利用重視發(fā)展IR。

3結(jié)束語

(1)中國SR工業(yè)是在以獨立自主開發(fā)為主、引進技術(shù)為輔的基礎上逐漸發(fā)展、壯大起來的,具有自主核心技術(shù)的產(chǎn)品,規(guī)模和產(chǎn)量發(fā)展快,市場占有率高。時下國外SR生產(chǎn)企業(yè)均不愿意轉(zhuǎn)讓其生產(chǎn)技術(shù),中國SR生產(chǎn)企業(yè)應繼續(xù)大力支持核心技術(shù)開發(fā)工作和對原來引進技術(shù)的消化吸收和創(chuàng)新工作。

(2)中國SR生產(chǎn)企業(yè)應加大和橡膠加工企業(yè)技術(shù)開發(fā)部門及用戶的密切合作,加快步伐繼續(xù)開發(fā)具有特殊性能的專用膠種,以使中國的SR工業(yè)提高到一個新的水平。當前迫切需要加強新產(chǎn)品的市場開拓和服務能力,提高新產(chǎn)品的市場拓展速度,進一步提高競爭力。

(3)中國SR工業(yè)在能力發(fā)展布局上,應優(yōu)先依托現(xiàn)有SR企業(yè)進行擴大產(chǎn)能和增加品種,向系列化產(chǎn)品、規(guī)�；�經(jīng)營、大型化裝置發(fā)展,提高產(chǎn)業(yè)集中度,提升國際競爭力,其次可在接近原料和市場的地區(qū)適當建設新裝置。

(4)SR生產(chǎn)企業(yè)應重視環(huán)境保護和安全生產(chǎn),發(fā)展"綠色"產(chǎn)品,節(jié)約能源,推廣節(jié)能、先進的生產(chǎn)工藝和新流程,進一步降低生產(chǎn)成本,提高市場競爭力。

我國行業(yè)優(yōu)勢

一、有需求才有生產(chǎn),要知道國內(nèi)的硅橡膠制品需求量非常的大,并且不只是國內(nèi),還有歐洲、亞洲、非洲的一些國家地區(qū)都是進口我們的合成硅橡膠制品的,此刻世界的硅橡膠制品中心已經(jīng)轉(zhuǎn)移到了我們的珠三角地區(qū),我國正在成為世界輪胎和硅橡膠制品的制造加工基地和世界硅硅橡膠市場競爭的重點區(qū)域。

二、我國良好的市場經(jīng)濟調(diào)節(jié)體系,帶動和刺激了珠三角地區(qū)以及全國的硅膠制品廠的蓬勃發(fā)展,此刻在合成硅橡膠制品領域,我國已經(jīng)建立了7大基本膠種的較完整的產(chǎn)品體系,例如核心技術(shù)支撐的溶聚丁苯橡膠(SSBR)、熱塑性丁苯橡膠(SBS)和順丁橡膠 (BR)等產(chǎn)品的國內(nèi)市場以及國外市場占有率較高。

三、我國的天然硅橡膠資源不足,天然的硅橡膠資源長期的供應不足,很多都是依賴于進口,那么用合成硅橡膠代替天然硅橡膠資源是必然,通過技術(shù)手段,大部分的成型流入社會的硅橡膠產(chǎn)品都可以通過合成硅橡膠來替代,這也你不了我國的天然硅橡膠資源不足的短板,從而也間接的推動了整個合成硅橡膠制品行業(yè)的發(fā)展!

合成橡膠行業(yè)前景

此刻亞洲已占全球合成橡膠生產(chǎn)的半壁江山,各大合成橡膠企業(yè)爭相投資亞洲各國,而且裝置規(guī)模越來越大,加上歐美合成橡膠產(chǎn)能明顯向亞洲轉(zhuǎn)移,今后亞洲丁基橡膠、乙丙橡膠、丁腈橡膠、丁苯橡膠等多種合成橡膠的生產(chǎn)將逐漸占據(jù)全球主導地位。

我國合成橡膠產(chǎn)能、產(chǎn)量已位居世界第一。2012年隨著全球經(jīng)濟不確定因素增加,我國輪胎出口貿(mào)易摩擦加劇、國內(nèi)產(chǎn)能過剩等問題尤其讓人擔憂,未來,我國合成橡膠產(chǎn)業(yè)將面臨更大的挑戰(zhàn)。

未來我國合成橡膠市場還是有很多的有利因素,交通運輸業(yè)的發(fā)展,煤炭、電力、建材機械工業(yè)的發(fā)展都會拉動相關(guān)橡膠制品的發(fā)展。從市場的趨勢來講,我國的合成橡膠需求將會不斷平穩(wěn)增長。"十二五"期間,未來市場對合成橡膠產(chǎn)品的品質(zhì)和服務要求將進一步提升,尤其是在歐洲、美國的輪胎標簽化,對我國合成橡膠產(chǎn)業(yè)提出了更高的要求。

人類使用天然橡膠的歷史已經(jīng)有好幾個世紀了。哥倫布在發(fā)現(xiàn)新大陸的航行中發(fā)現(xiàn),南美洲土著人玩的一種球是用硬化了的植物汁液做成的。哥倫布和后來的探險家們無不對這種有彈性的球驚訝不已。一些樣品被視為珍品帶回歐洲。后來人們發(fā)現(xiàn)這種彈性球能夠擦掉鉛筆的痕跡,因此給它起了一個普通的名字"擦子(rubber)"。這仍是此刻這種物質(zhì)的英文名字。這種物質(zhì)就是橡膠。

但是直到1839年,美國人古德伊爾(Charles Goodyear)成功地將天然橡膠進行了硫化后,橡膠才成為有使用價值的材料。通過與硫磺一起加熱進行硫化,實現(xiàn)了橡膠分子鏈的交聯(lián),使橡膠具備了良好的彈性。為什么橡膠會有彈性呢?讓我們分析一下橡膠的分子結(jié)構(gòu)。天然橡膠分子的鏈節(jié)單體為異戊二烯。我們知道高分子中鏈與鏈之間的分子間力決定了其物理性質(zhì)。在橡膠中,分子間的作用力很弱,這是因為鏈節(jié)異戊二烯不易于再與其他鏈節(jié)相互作用。好比兩個朋友想握手,但每個人手上都拿著很多東西,因此握手就很困難了。橡膠分子之間的作用力狀況決定了橡膠的柔軟性。橡膠的分子比較易于轉(zhuǎn)動,也擁有充裕的運動空間,分子的排列呈現(xiàn)出一種不規(guī)則的隨意的自然狀態(tài)。在受到彎曲、拉長等外界影響時,分子被迫顯出一定的規(guī)則性。當外界強制作用消除時,橡膠分子就又回原來的不規(guī)則狀態(tài)了。這就是橡膠有彈性的原因。由于分子間作用力弱,分子可以自由轉(zhuǎn)動,分子鏈間缺乏足夠的聯(lián)結(jié)力,因此,分子之間會發(fā)生相互滑動,彈性也就表現(xiàn)不出來了。這種滑動會因分子間相互纏繞而減弱。可是,分子間的纏繞是不穩(wěn)定的,隨著溫度的升高或時間的推移纏繞會逐漸松開,因此有必要使分子鏈間建立較強固的聯(lián)接。這就是古德伊爾發(fā)明的硫化方法。硫化過程一般在攝氏140-150度的溫度下進行。當時古德伊爾的小火爐正好起了加熱的作用。硫化的主要作用,簡單地說,就是在分子鏈與分子鏈之間形成交聯(lián),從而使分子鏈間作用力量增強。

在過去的幾千年間,人們所坐的車使用的一直是木制輪子,或者再在輪子周圍加上金屬輪輞。在古德伊爾發(fā)明了實用的硫化橡膠之后的1845年,英國工程師R.W.湯姆森在車輪周圍套上一個合適的充氣橡膠管,并獲得了這項設備的專利,到了1890年,輪胎被正式用在自行車上,到了1895年,被用在各種老式汽車上。盡管橡膠是一種柔軟而易破損的物質(zhì),但卻比木頭或金屬更加耐磨。橡膠的耐用、減震等性能,加上充氣輪胎的巧妙設計,使乘車的人覺得比以往任何時候都更加舒適。隨著汽車數(shù)量的大量增加,用于制造輪胎的橡膠的需求量也變成了天文數(shù)字。如此廣泛的應用使天然橡膠供不應求。面對橡膠生產(chǎn)的嚴峻形勢,各國競相研制合成橡膠。

人們首先想到的是用天然橡膠的結(jié)構(gòu)單元——異戊二烯來制造合成橡膠。早在1880年,化學家們就發(fā)現(xiàn),異戊二烯放置過久就會變軟發(fā)動,經(jīng)酸化處理后則會變 成類似橡膠的物質(zhì)。德皇威廉二世曾讓人用這種物質(zhì)制成皇家汽車的輪胎,借以炫耀德國化學方面的高超技藝。然而,用異戊二烯作為合成橡膠的原料,有兩個困難:一是異戊二烯的主要來源正是天然橡膠本身;二是在天然橡膠長鏈中,所有的異戊二烯單元都朝向同一方向;在固塔坡膠長鏈中,它們則是嚴格地按照一正一反的方向排列的,而人工聚合時異戊二烯單元往往是毫無規(guī)律地聚合在一起,得到的是一種既不是橡膠也不是固塔坡膠的物質(zhì)。這種物質(zhì)缺少橡膠的彈性和柔性,用不了多久就會變粘,所以不能用來制造汽車輪胎(僅用于國事活動的皇家汽車當然是個例外)。

在第一次世界大戰(zhàn)期間,迫于橡膠匾乏,德國人采用了二甲基丁二烯聚合而成甲基橡膠,這種橡膠可以 大量生產(chǎn),而且價格低廉。在第一次世界大戰(zhàn)期間,德國大約生產(chǎn)了2500噸甲基橡膠。盡管這種橡膠的耐壓性能不理想,戰(zhàn)后便被淘汰了,但它畢竟是第一種具有實用價值的合成橡膠。

大約在1930年,德國和蘇聯(lián)用丁二烯作為單體,金屬鈉作為催化劑,合成了一種叫做丁鈉橡膠。作為一種合成橡膠,丁鈉橡膠對于應付橡膠匾乏而言還算是令人滿意的。與其它單體共聚可以改善了鈉橡膠的性能。如與苯乙烯共聚得到丁苯橡膠(Buna-S),它的性質(zhì)與天然橡膠極其相似。事實上,在第二次世界大戰(zhàn)期間,德國軍隊就是因為有丁苯橡膠,橡膠供應才沒有出現(xiàn)嚴重短缺現(xiàn)象。蘇聯(lián)也用同樣的方法向自己的軍隊提供橡膠。

美國在戰(zhàn)后大力研究合成橡膠。首先合成了氯丁橡膠,氯原子使氯丁橡膠具有天然橡膠所不具備的一些抗腐蝕性能。例如,它對于汽油之類的有機溶劑具有較高的抗腐蝕性能,遠不像天然橡膠那樣容易軟化和膨脹。因此,像導油軟管這樣的用場,氯丁橡膠實際上比天然橡膠更為適宜。氯丁橡膠首次清楚地表明,正如在許多其他領域一樣,在合成橡膠領域,試管中的產(chǎn)物并不一定只能充當天然物質(zhì)的代用品,它的性能能夠比天然物質(zhì)更好。

1955年美國人利用齊格勒在聚合乙烯時使用的催化劑(也稱齊格勒——納塔催化劑)聚合異戊二烯。首次用人工方法合成了結(jié)構(gòu)與天然橡膠基本一樣的合成天然橡膠。不久用乙烯、丙烯這兩種最簡單的單體制造的乙丙橡膠也獲成功。此外還出現(xiàn)了各種具有特殊性能的橡膠。此刻合成橡膠的總產(chǎn)量已經(jīng)大大超過了天然橡膠。

合成橡膠100年

到2009年合成橡膠已走過百年歷史。1909年9月12日,第一個"人造橡膠生產(chǎn)流程"獲得編號為250690的專利。其發(fā)明者弗里茨·霍夫曼當時正是 朗盛公司的前身 - Elberfelder Farbenfabriken Friedr. Bayer & Co.公司的一員。

這一發(fā)明的重要性遠比人們想象的要大。橡膠制品被廣泛用于車輛、包裝、醫(yī)藥、家用電器、運動產(chǎn)品及改性塑料制品領域,為人們打造更舒適的生活。霍夫 曼發(fā)明合成橡膠之前,各行各業(yè)不得不依靠天然橡膠。離開弗里茨·霍夫曼開拓性的成果,當今如此廣泛和多樣的橡膠應用將難以想象。

對霍夫曼的后繼者而言,合成橡膠發(fā)明者的聲譽即是激勵,也是橡膠化學家努力達到的標桿。從一開始,化學家便廣泛參與橡膠材料的進一步研發(fā)。朗盛也不斷推動創(chuàng)新,確保橡膠成功應對市場對彈性體材料更高、更具挑戰(zhàn)的技術(shù)應用要求。

當時,人們對橡膠所知甚少。例如,直到1905年,人們才發(fā)現(xiàn)該彈性物質(zhì)的分子鏈由無數(shù)異戊二烯分子串組成,而分子串的交聯(lián)方式在當時依舊是個秘。 盡管如此,霍夫曼仍決定嘗試。由于很難獲得"天然橡膠分子" 異戊二烯,霍夫曼很快決定使用與異戊二烯化學結(jié)構(gòu)非常類似,更容易獲得的甲基異戊二烯。他將材料置于錫器中加熱,等待,有時甚至一連幾個月。根據(jù)溫度不 同,錫器中形成的物質(zhì)有時更軟,有時更硬,但彈性始終保持不變。最終,霍夫曼得以發(fā)明甲基橡膠。一百年前的1909年9月12日,霍夫曼獲得世界第一項合 成橡膠專利。

1910年,當時一家著名的橡膠企業(yè)Continental 開始利用新材料生產(chǎn)汽車輪胎�；舴蚵�所在公司的董事長卡爾·杜伊斯堡(Carl Duisberg)駕車行駛了4000公里后表示,"輪胎沒有穿孔"。甚至德國皇帝的座駕也采用了該輪胎,并對結(jié)果"甚為滿意"。