我国高性能合成橡胶材料的战略目标与发展任务

山东埃尔派 | 点击量:0次 | 2020-12-25

摘要
  (一)战略目标  1.材料高端化  重点发展官能化溶聚丁苯橡胶、钕系顺丁橡胶、星型卤化丁基橡胶。其应用领域为高性能轮胎胎面、胎侧和气密层,占合成橡胶总消耗量的60%。

  (一)战略目标

  1.材料高端化

  重点发展官能化溶聚丁苯橡胶、钕系顺丁橡胶、星型卤化丁基橡胶。其应用领域为高性能轮胎胎面、胎侧和气密层,占合成橡胶总消耗量的60%。发展极性化SBS、SIS,氢化SEBS、SEPS热塑性弹性体、长链支化乙丙橡胶、官能化高抗冲丁苯树脂等,主要应用于密封防水、胶黏剂、电线电缆等,占合成橡胶总消耗量的21%。发展特种氢化丁腈橡胶、热塑性硫化橡胶、高性能硅橡胶、氟醚橡胶等产品。其主要应用于海洋橡胶制品、止水带、轨道交通(减震、密封)橡胶制品以及航空航天、特种作业等领域。力争到2025年,建立较为完善的高性能硅橡胶功能填料评价体系和产品应用评价体系;实现氟醚用特种单体产业化,制备出接近国际先进水平的全氟醚橡胶和不需二段硫化的氟橡胶。

  2.过程绿色化

  过程绿色化发展主要的努力方向是改进现有生产工艺,实现节能降耗,包括新型反应器开发、合成橡胶干燥工艺节能技术、合成橡胶生产质量控制技术等;开发绿色生产和环保技术,包括低排放生产工艺、挥发性有机化合物(VOC)处理和污水减排技术、低能耗生产技术,乳液聚合提浓技术、环保型助剂替代技术;探索基于生物材料合成双烯烃技术。

  3.生产智能化

  基于人工智能网络技术,整合数据资源,实现弹性体材料分子设计、合成工艺和加工应用研究的高速有效性。

  我国工业进入4.0时代,将数字化、智能化、模块化、网络化等新型理论与工具引入到合成橡胶材料技术开发中,形成一套完整的自有数据库,通过电脑模型模拟出产品结构、性能与可能应用的领域,使产品的基础研究、生产技术开发、产品应用研究具有一套完整的模拟评价体系,客户可以根据需求随时定制高端产品,能快速设计、开发、生产,进入市场,在技术开发与产品应用开发中引领国际市场,高端化产品达到70%以上。

  整合先进的制造技术、装备技术、自控技术、环保技术,实现合成橡胶生产过程智能化、绿色低碳。使产品的基础研究、生产技术开发、产品应用研究形成高效的链条,实现客户–研发–生产–销售智能化高效定制系统。

  (二)重点发展任务

  1.官能化溶聚丁苯橡胶

  加快开发具有低油耗、高安全、低噪音和舒适性的高性能节能胎面胶。着重开发高端牌号SSBR,形成具有自主知识产权的官能化SSBR生产技术,构建我国高性能SSBR新产品、新方法的知识产权保护网络,在技术上达到国际先进水平。

  2.氢化丁腈橡胶

  国外HNBR产品主要集中在腈含量在22%~45%的HNBR常规牌号上。我国正处在完成HNBR工业化的进程当中,目标牌号也主要是常规HNBR产品。由于国外公司禁售某些特种牌号产品。因此,开发特种牌号HNBR橡胶将成为发展重点,包括宽温域HNBR、耐低温耐油的HNBR以及开发新型特种HNBR产品等。

  3.丁基/卤化丁基橡胶

  加大基础研究,优化分子结构设计,开发出特异性能的支化丁基橡胶、新型卤化丁基橡胶产品。同时集中力量突破关键核心设备的设计与制造技术。实现国内现有装置与生产技术的提升,形成稳定的规模化生产,加强产品加工应用技术开发与市场推广力度,到2035年实现从基础研究、工业技术、加工技术到高性能产品在尖端领域示范应用的全方位技术突破,生产技术和产品达到世界一流水平。

  4.苯乙烯类热塑性弹性体及其氢化产品

  通过向苯乙烯类热塑性弹性体中引入高玻璃化转变温度的单体,在聚合物主链上引入极性丙烯酸酯支链等手段,设计并合成具有新颖结构的聚合物,提高材料的耐温、耐磨和弹性,改善现有不充气轮胎的舒适感、耐磨性和耐温性能。

  实现磺化改性SBS、环氧化SBS、高极性SBS等功能化苯乙烯类热塑性弹性体的商品化,并成功应用于油田、医疗等特殊领域。加大合成新方法研究,特别是基于可逆加成–断裂链转移(RAFT)聚合在合成非苯乙烯类热塑性弹性体(SBC)类新型嵌段结构热塑性弹性体方面的最新进展。建立新型热塑性弹性体技术开发平台和性能评价体系,为新型功能性热塑性弹性体的大规模应用奠定基础。

  5.异戊橡胶

  我国的顺式异戊橡胶装置都采用稀土催化剂,产品性能优于传统Ti系催化异戊橡胶。但新技术在生产工艺技术方面还处在成长期,在催化剂体系、制备方法、反应设备、聚合工艺等方面仍有较大的提升空间。

  6.热塑性硫化橡胶

  为了适应橡塑共混型热塑性弹性体材料的快速发展,一方面要强化EPDM/PP、IIR/PP等传统TPV材料的技术开发与应用研究,另一方面,随着动态硫化技术和相关机理的不断发展成熟,基于不同组分的、可满足不同性能要求的高性能特种TPV材料不断涌现,未来应重点开发高气体阻隔性异丁烯–对甲基苯乙烯共聚橡胶/尼龙TPV、耐高温耐化学介质的丙烯酸酯橡胶基TPV和氟橡胶基TPV、具有高体感相容性的硅橡胶基TPV以及绿色环保可降解的生物基TPV等。

  7.特种硅橡胶

  苯(醚)撑硅橡胶、含特种元素(如硼、氮等)的硅橡胶等耐高温硅橡胶品种的开发关键在于特种耐高温有机硅单体的规模化制备。这些单体包括含耐高温基元的二硅醇,如亚苯基二硅醇、二苯醚二硅醇、碳硼烷二硅醇等,也包括专用活性聚合单体,如双脲基硅烷等。应力争在耐高温有机硅单体的制备、特种催化剂制备、聚合反应控制等方面尽快取得突破。

  8.特种氟橡胶

  汽车工业是氟橡胶的主要消费领域,用量约占氟橡胶总消费量的40%,石油化工占25%,航天、航空及其他行业占35%。随着各行业在节能、环保等方面越来越高的要求,传统橡胶材料已不能满足新的使用要求,为氟橡胶代替其他橡胶制品提供了机遇。相对国外氟橡胶,我国的氟橡胶主要在特种聚合单体方面存在不足、生产装置的自动化和智能化较为落后,特种聚合单体的合成技术和提升装置的自动化、智能化是下一步氟橡胶产品实现突破的关键。

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