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順丁橡膠品種不同混煉特性也不同，高順式類型的混煉特性也較好，包括有較好的包輥性和分散性，開煉時的輥溫宜低于天然橡膠，以40~50℃較為理想。中順式要求溫度更低一些，低順式順丁橡膠因無法結(jié)晶故加工性能較好，順丁橡膠的硫磺用量要低于其它二烯類橡膠，這是應(yīng)硫磺在順丁橡膠中的遷移較快，易產(chǎn)生噴霜現(xiàn)象。順丁橡膠應(yīng)以兩段混煉法為主。采用兩段混煉，能明顯改善膠料工藝性能和硫化膠的物理機(jī)械性能。如采用一段混煉時輸送帶覆蓋膠可塑度為0.33,采用兩段混煉時為0.38,當(dāng)可塑度為0.2~0.25時,就會產(chǎn)生脫輥現(xiàn)象,用兩段法制備的膠料,其硫化膠拉伸強(qiáng)度也有所提高.軟化劑應(yīng)在碳黑分散后加入,這樣能提高硫化膠的拉伸強(qiáng)度和定伸應(yīng)力,在密煉機(jī)中先將順丁橡膠與丁苯橡膠混合,然后加入其它配合劑,并不能明顯改善膠料和硫化膠性能,若將生膠和碳黑同時脫入,然后加軟化劑,則可提高定伸應(yīng)力和拉伸強(qiáng)度.
一、順丁橡膠的生產(chǎn)方法
順丁橡膠的生產(chǎn)工序包括：催化劑、終止劑和防老劑的配制計量,丁二烯聚合,膠液凝聚和橡膠的脫水干燥。其聚合幾乎都采用連續(xù)溶液聚合流程，聚合裝置大都用3～5釜串聯(lián)，單釜容積為12～50m。
所用溶劑和所得產(chǎn)物隨催化劑不同而異。①用丁基鋰為催化劑生產(chǎn)順丁橡膠,多以環(huán)己烷(或己烷)作溶劑。這種聚合體系的催化活性高,工藝簡單，反應(yīng)容易控制；但所得順丁橡膠的順式1，4含量低，分子量分布窄，不易加工，硫化后的順丁橡膠的物理性能較差，一般只與聚苯乙烯樹脂混煉作改性樹脂。②用鈦或鈷催化體系生產(chǎn)順丁橡膠時，一般選用苯或甲苯作溶劑，制得順丁橡膠的順式1，4含量高，硫化膠的物理性能類似，不同的是鈦系順丁橡膠的分子量分布窄、冷流傾向大，加工性能也不如鈷系和鎳系順丁橡膠好。③用鎳系催化劑生產(chǎn)順丁橡膠，芳烴（如苯或甲苯）和脂肪烴（如環(huán)己烷、己烷、庚烷或加氫汽油）均可作為聚合溶劑，而且都能得到高分子量、高順式順丁橡膠，以環(huán)烷酸鎳-三異丁基鋁-三氟化硼乙醚絡(luò)合物作催化劑、以抽余油作溶劑生產(chǎn)順丁橡膠的技術(shù)（我國生產(chǎn)橡膠的主要技術(shù)方法），中國自1959年開始研究，于1971年建成萬噸級生產(chǎn)裝置并投產(chǎn)。④尚有三種新型催化劑即：稀土催化劑（如環(huán)烷酸稀土－一氯二乙基鋁－三異丁基鋁）、 π－烯丙基氯化鎳催化劑〔如(π-C3H5NiCl)2-四氯苯醌〕和鹵化π－烯丙基鈾催化劑【如(π-C3H5)3UCl-AlRCl2,式中R為乙基】均可制得高順式(96%～99%)的順丁橡膠，而且活性和所得硫化膠的物理性能也好，但由于開發(fā)較晚，至80年代中期尚未達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)的程度。
順丁橡膠可用傳統(tǒng)的硫磺硫化工藝硫化，其加工性能除混煉時混合速度慢、輕度脫輥外，其他如膠片平整性和光澤度、焦燒時間等均與一般通用橡膠類似。
二、四次生產(chǎn)使技術(shù)日臻成熟
隨著輪胎子午化的發(fā)展，我國國內(nèi)對稀土順丁橡膠的需求量越來越大。為盡快開發(fā)稀土順丁橡膠，搶占國內(nèi)市場。錦州石化公司與長春應(yīng)用化學(xué)研究所從1997年開始重新組織力量合作開展了稀土順丁橡膠工業(yè)化的研究與開發(fā)工作，并于1998年成功進(jìn)行了工業(yè)化試生產(chǎn)，生產(chǎn)出了200噸稀土順丁橡膠。在2000年進(jìn)行的第二次工業(yè)化生產(chǎn)中，針對1998年生產(chǎn)中存在的分子量分布寬、膠液黏度大、輸送困難以及由于催化劑間歇陳化造成的門尼不好控制等問題進(jìn)行了較大改進(jìn)。結(jié)果表明，改進(jìn)后的稀土順丁橡膠工藝生產(chǎn)平穩(wěn)，易于操作，門尼調(diào)節(jié)靈活，丁濃提高較多，催化劑用量降低。2001年，第三次工業(yè)化生產(chǎn)時生產(chǎn)過程平穩(wěn)，開車一次成功，催化劑成本進(jìn)一步降低，丁濃有時接近鎳膠水平，能耗也有較大幅度下降，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，超過了2000年的生產(chǎn)水平。 
錦州石化公司通過1998年、2000年、2001年及2004年先后四次在工業(yè)裝置上進(jìn)行了稀土順丁橡膠的生產(chǎn)，共合成稀土順丁橡膠1700余噸，已完成了合成和制造技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品分子結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)品質(zhì)量控制、產(chǎn)品加工應(yīng)用開發(fā)等一系列工作。經(jīng)過逐步完善，形成了一套先進(jìn)、成熟、完整的稀土順丁橡膠工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。在輪胎制造上使用的里程試驗結(jié)果表明，錦州石化公司生產(chǎn)的稀土順丁橡膠性能優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。 現(xiàn)在，錦州石化公司的稀土順丁橡膠生產(chǎn)技術(shù)日臻完善，可生產(chǎn)不同牌號的產(chǎn)品，年產(chǎn)1.5萬至2萬噸。2004年，法國米其林公司全球采購總裁來錦州石化公司洽談有關(guān)購買稀土順丁橡膠事宜，對錦州石化公司的產(chǎn)品給予了充分肯定。 
目前，遼寧輪胎集團(tuán)、樺林輪胎股份有限公司已在引進(jìn)的子午胎生產(chǎn)線上正式使用錦州石化公司生產(chǎn)的稀土順丁橡膠，并取得了令人滿意的效果。其中遼寧輪胎集團(tuán)全鋼子午胎生產(chǎn)線采用英國鄧錄普公司技術(shù)，錦州石化公司稀土順丁橡膠在該生產(chǎn)線上的應(yīng)用已正式得到鄧錄普公司的認(rèn)可。用稀土順丁橡膠等量代替鎳系順丁橡膠，其生產(chǎn)的胎側(cè)膠的物理性能明顯提高。其中熱空氣老化后的疲勞壽命有了很大改進(jìn)，輪胎疲勞壽命提高達(dá)50%以上。在載重斜膠胎胎冠膠中應(yīng)用，成品的粘附性強(qiáng)度提高28.75，耐久性提高32.9%，高速性提高54.2%，表面溫度降低20度以上。
三、順丁橡膠的沿革
低順式順丁橡膠最早由美國費爾斯通輪胎和橡膠公司于1955年開發(fā)，1961年投產(chǎn)，催化劑為丁基鋰；中順式順丁橡膠首先由美國菲利浦石油公司開發(fā)(1956)，并于1960年由美國合成橡膠公司建廠投產(chǎn)，催化劑是四碘化鈦-三烷基鋁;高順式順丁橡膠可用鈷系（一氯二烷基鋁-鈷鹽）和鎳系（環(huán)烷酸鎳-三烷基鋁－三氟化硼乙醚絡(luò)合物）催化劑進(jìn)行生產(chǎn)。鈷系催化劑由意大利蒙特卡蒂尼公司開發(fā)并投產(chǎn)（1963），而鎳系催化劑則是由日本合成橡膠公司采用橋石輪胎公司的技術(shù)于1965年工業(yè)化的。目前，有中國、美國、日本、英國、法國、意大利、加拿大、蘇聯(lián)、聯(lián)邦德國等15個國家生產(chǎn)順丁橡膠，近20個品種。1980年世界年產(chǎn)量已超過 1.8Mt，總產(chǎn)量僅次于丁苯橡膠，在合成橡膠中居第二位。
四、稀土順丁橡膠的歷史
1963年，我國科學(xué)家歐陽均、沈之荃等人首先發(fā)現(xiàn)了稀土絡(luò)合催化劑。20世紀(jì)70年代，錦州石化公司與中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所合作進(jìn)行了稀土充油順丁橡膠的研究與開發(fā)，并在千噸級中試裝置上進(jìn)行放大試驗，取得了成功。之后兩個單位又合作進(jìn)行了萬噸級的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計，但由于種種條件制約，稀土橡膠工業(yè)化生產(chǎn)沒有進(jìn)行下去。 隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，輪胎工業(yè)對合成橡膠的品種和質(zhì)量提出了越來越高的要求。汽車的超載和高速行駛要求輪胎膠料具有更高的強(qiáng)度、更好的耐磨性及屈撓性和更低的生熱性。另外，路面的改善、高速公路的發(fā)展也對輪胎用膠的抗?jié)窕h(huán)保及節(jié)能的要求更加苛刻，希望輪胎用膠有更低的滾動阻力，而這些都是鎳膠無法滿足的。為此，一些國家在借鑒我國技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了稀土順丁橡膠的研制工作。1988年，意大利埃尼公司和德國拜爾公司先后實現(xiàn)了稀土順丁橡膠的工業(yè)化生產(chǎn)，并迅速把產(chǎn)品推向世界，形成了6個品牌、10萬噸的生產(chǎn)能力。稀土順丁橡膠開始在汽車原配胎的胎側(cè)與胎面上得到大量應(yīng)用，其優(yōu)異性能引起了全世界的關(guān)注。 
1.開煉
高順式順丁橡膠應(yīng)冷流性大,宜采用兩段法,輥溫宜低(40~50℃)輥距宜小,第一段先加生膠,氧化鋅和防老劑,割刀混合,并薄通,然后再加1/3碳黑,硬脂酸和油類,放寬輥距再加剩于的碳黑,割刀,翻煉均勻,最后出片停放,第二段輥溫宜再40℃以下,先加一段膠,割刀混均,加硫磺,待全部混入后割刀薄通.
2.密煉
軟開煉較宜,特別適合于高溫混煉,一段兩段均可采用.投料容量應(yīng)比天然橡膠大10~15％。
(1)傳統(tǒng)混煉法。A一般混煉,排膠溫度宜控制在140~150℃,投料順序為:生膠→硬脂酸→氧化劑→防老劑→碳黑(分兩次)→軟化劑.也可采用逆輥法(亦稱倒煉法),其排膠溫度比順輥法低10~20℃ 能節(jié)省煉膠時間40％,順序為碳黑→軟化劑→小藥(包括硫磺和促進(jìn)劑)→碳黑→丁苯橡膠,順丁橡膠.B兩段混煉,同一般的兩段混煉
(2)分段投膠混煉法此混煉法能提高順丁橡膠和其它橡膠,并用時的性能.其方法是在第一段混煉時,增加所有組分(包括順丁橡膠)含量比例,與傳統(tǒng)的混煉法相比,該膠料門粘尼度可升高3~4個單位,硫化膠拉伸強(qiáng)度可提高2.5~3.0Mpa,伸長率可提高70~100％撕裂強(qiáng)度可提高15kN/m.