选题依据
1. 选题背景及意义
丁苯橡胶(SBR)是以丁二烯和苯乙烯为单体合成的一种重要的通用合成橡胶,产品包括乳聚丁苯橡胶(ESBR)和溶聚丁苯橡胶(SSBR)两大类,主要应用于轮胎、鞋类、胶管、胶带、医疗器械、汽车零部件、电线电缆等领域。[1]按照生产工艺的不同，SBR可分为乳液聚合SBR (ESBR) 和溶液聚合SBR (SSBR) 两种，ESBR于1937年投入工业生产，主要采用自由基聚合的方式，无论何种牌号，丁二烯的结构含量相对固定，顺式-1，4丁二烯的结构含量约为12%，反式-1,4丁二烯的结构含量约为68.5%，1,2-丁二烯的结构含量约为19.5%，所以ESBR的产品线相对较窄，性能比较单一，难以根据具体要求进行相应的调整。[2]而作为上世纪60年代才研发出来的橡胶品种，SSBR 采用的是阴离子聚合的方式，三种丁二烯的结构合量可以根据性能要求加以调节。另外，由于阴离于聚合的特点，丁二烯与苯乙烯在聚合时具有不同的表观竞聚率，在不加调整的情况下丁二烯比苯乙烯优先参加聚合反应，因此可以生成长序列的丁二烯与苯乙烯的嵌段聚合物。而加入调节剂改变两种单体的竞聚率后则可实现丁二烯与苯乙烯的无规分布，生产出无规共聚的SSBR。由于阴离子溶液聚合可以实现聚合物的结构多样性，在生产时可以通过配方、助剂、反应条件的调整生产出不同结构、不同性能的SSBR以及其他的丁二烯与苯乙烯的共聚产品。[3]所以优质的SSBR具有滚动阻力低、抗湿滑性能好、收缩较小、易加工等特点，并且更适合于新型优质轮胎，所以在今后-段时间里，ESBR 的市场前景将会受到SSBR的压制。
2017年，世界SBR消费量为503. 5万t,消费主要集中在东北亚和北美地区,这两个地区2017年SBR消费量合计达到282.1万t,占总消费量的56.03%。中国是目前世界最大的SBR消费国家，2017年中国大陆SBR消费量为148.0万t,占世界总消费量的29.39%;其次是美国，年消费量为64.6万t,占世界总消费量的12.83%。[4]全球有四分之三的SBR用于轮胎制品，作为人口最多的国家，我国汽车产销量已连续九年蝉联全球第一，形成了对SBR的巨大需求，2016年我国又颁布了《轮胎标签管理规定实施细则》(试行) ，尽管在立法层面上并未规定轮胎标签制度的强制性，但在欧美等大市场的引导下，强制性的轮胎标签制度是大势所趋。所以国内各大轮胎生产商纷纷开始对于高湿干地抓着性能和绿色环保轮胎的研究和生产，对于高性能SSBR的需求也水涨船高，其中关键的原材料也多依靠国际市场。因此目前我国的SBR市场呈现出中低端产品竞争激烈，高端产品供不应求，反倾销措施即将被取消的局面，对国内SBR行业将产生很大的压力。
白炭黑，化学分子式为Si02.nH20,又称为水合二氧化硅,是一种白色无定形纳米二氧化硅物质。白炭黑不溶于水和酸,化学性质稳定,具有多孔性、比表面积大、分散性高、耐高温、不燃烧及优良的电绝缘性等多种性能,广泛应用于橡胶、塑料、造纸、油墨、农药、饲料、化妆品、抗菌材料及其他化学工业等多领域。[5.6]橡胶工业中加入白炭黑,可显著提高胶料的硬度、耐撕裂强度及耐磨性等物理化学性能,用其制作轮胎,可降低轮胎的滚动阻力,而对抗湿滑性没有影响;塑料工业中加入白炭黑,可提高塑料的强度、韧性、防水性能和耐老化性;造纸工业中加入白炭黑,可提高纸张的白度,使纸张更轻、更适合在高速状态下印刷;油墨、油漆和涂料中加人白炭黑,可使颜料色泽更鲜艳、漆膜稳固不易脱落;农药中加人白炭黑,可提高农药的吸收、散布能力等。[7]
2.研究目的
虽然我国SBR行业近年来得到较快发展,但也存在以下主要问题:产能过剩,产品主要为通用型产品,产品同质化现象严重,应用领域基本相同;装置开工率较低,技术有待加强，尤其是SSBR。今后应该注重现有装置的技术提升,慎重新建或者扩建生产装置。我国ESBR装置产能增长过快,超过国内需求的增速,因此不宜再新建或者扩建ESBR生产装置,发展重点应转移到产品差别化和专业化上,从根本上扭转产品同质化竞争的局面,拓宽产品应用领域,消化部分过剩的产能。世界SBR行业仍将稳步发展,亚洲仍是未来产能和消费发展的重点。新增产能将以SSBR为主。总体消费结构变化不大，绿色、环保、节能.轮胎的发展将影响SBR产品供应结构,未来ESBR.的消费量将不断减少,而符合欧盟和世界其他地区的新法规以及“绿色交通”理念包括车身零件轻质化和绿色轮胎应用要求的高性能SSBR将是未来发展的主要方向。
本实验的主要目的在于研究白炭黑对丁苯橡胶改性处理后，丁苯橡胶的性质变化状况，以及如何将这种改变应用于人们的生活中。
二．国内外研究现状
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