丁苯橡膠的技術進展及市場前景
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丁苯橡膠是最大的通用合成橡膠品種，也是最早實現工業化生產的橡膠之一。它是丁二烯與苯乙烯的無規共聚物。其物理機構性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡膠，有些性能如耐磨、耐熱、耐老化及硫化速度較天然橡膠更為優良，可與天然橡膠及多種合成橡膠并用，廣泛用于輪胎、膠帶、膠管、電線電纜、醫療器具及各種橡膠制品的生產等領域。
丁苯橡膠按其合成方法通常分為乳液聚合丁苯橡膠（簡稱乳聚丁苯橡膠，ESBR）和溶液聚合丁苯橡膠（簡稱溶聚丁苯橡膠，SSBR），乳聚丁苯橡膠是自由基聚合，自工業化生產以來，己過其鼎盛時期，生產技術成熟，產品質量穩定，品種牌號齊全。溶聚丁苯橡膠采用陰離子活性聚合，具有分子量分布窄、順式含量高、耐磨性能優異、滾動阻力小，解決了順丁橡膠存在的抗濕滑性不好的問題，是輪胎面膠理想的材料。其發展正處于穩步上升階段。
一、丁苯橡膠的合成技術進展
1．1 乳聚丁苯橡膠的合成技術進展
ESBR的生產技術在20年代后期逐漸成熟，此后對工藝又進行了不斷的改進，并朝著裝置大型化方向發展，自動化控制水平有了明顯的提高，并且己達到相當先進的水平。
ESBR在提高聚合反應的單體轉化率、節能降耗等方面取得了很大的進展，在解決ESBR滾動阻力與抗濕滑性能矛盾問題，優化產品性能，適應市場需求等方面也得到了突破性進展。
美國Goodyear輪胎與橡膠公司不使用溶劑，用含有抗降解劑、金屬失活劑，光敏劑，增效劑，顏料，催化劑和/或促進劑的官能化苯乙烯與含有2%-3%離子表面活性劑和平共處0%-70%增塑劑的丁二烯在0-25℃下進行乳液共聚，制得含有酰氨基的官能化ESBR。日本Zeon公司通過引入第三單體，開發出一種生熱低且耐磨、可填充SiO2或炭黑、門尼粘度為10-200的ESBR。
日本JSR公司發明了一種用兩步法聚合工藝生產中苯乙烯含量的ESBR新方法。美國Xerox公司通過將單體加入聚合釜，引發聚合，反應放熱后用惰性氣體凈化反應器，并將聚合溫度升到規定值的方法，制取了殘余單體含量低的ESBR。日本三菱化成公司用自由基引發劑和常規乳液聚合助劑，用兩步聚合工藝制成了結合苯乙烯含量分布范圍寬、耐磨性和抗濕滑性比常規的ESBR好的新型ESBR。日本Lion公司用二元酸雙酯作ESBR的軟化劑，以改善膠料的低溫抓著性。日本住友橡膠工業公司將接枝有硅烷偶聯劑的SBR膠乳與一種化合物（如四乙氧基硅烷）混合，通過溶膠凝膠化反應而制成一種高強度、高回彈率、低能耗的原位增強ESBR。
1．2 國內外溶聚丁苯橡膠合成技術進展
20世紀50年代末期，美國Philips公司采用鋰引發陰離子聚合成功地開發了SSBR，并于1964年實現了工業化生產。SSBR的工業化生產通常使用烷基鋰，主要是以丁基鋰作為引發劑使用烷烴或環烷烴為溶劑，醇類為終止劑，四氫呋喃為無規劑。但由于SSBR的加工性能較差，其應用并沒有得到較快的發展。70年代末期，對輪胎的要求越來越高，對橡膠的結構和性能也提出了更高的要求，加之聚合技術的進步，使SSBR得到較快的發展。
20世紀80年代初期，英國的Duniop公司和荷蘭的Shell公司通過高分子設計技術共同開發了新的低滾動阻力型SSBR產品。荷蘭Shell公司和登錄普輪胎公司共同開發了新型SSBR產品，日本合成橡膠公司與普利斯通公司共同開發了新型錫偶聯SSBR等第二代SSBR產品，這標志著SSBR的生產技術己進入了新的階段。
我國SSBR的開發較晚，1982年北京燕山石化公司研究院對正丁基鋰-四氫呋喃-環己烷體系的苯乙烯和丁二烯共聚進行了小試研究，1984年進行了放大試驗，1989年研制了一種新型節能SSBR，1kt級的工業裝置開發成功，1996年北京燕山石化公司開發成功10kt級的SSBR生產線，并與有關單位合作，在汽車輪胎、自行車胎、膠鞋、雜品和改性瀝青等方面相繼進行了應用研究。北京橡膠工業研究設計院對SSBR的基本物性、加工性能評價和輪胎胎面配方等方面進行了研究。
目前，SSBR己經發展到了第三代，我的發達國家己經開始研究第四代乃至第五代SSBR。而我國的SSBR生產還停留在第一、二代之間，還有待于進一步的深入研究，開發新品種，增加技術含量。
1．3 我國丁苯橡膠新技術的開發
近年來我國開展了許多丁苯橡膠科研開發與技術改革，大連理工大學化工學院與燕山石化研究院以正丁基鋰為引發劑合成了丁二烯-苯乙烯二嵌段共聚物，該共聚物與普通溶聚丁苯橡膠相比，不僅具有良好的物理機械性能，同時具有低滾動阻力和高抗濕滑性能；此外還采用由正丁基鋰和二乙烯基苯合成的多螯型引發劑及SnCl4偶聯劑等合成了具有寬相對分子質量分布、高門尼粘度的溶聚丁苯橡膠，并且采用濕法充油制得了物理機械性能優異的充油丁苯橡膠。蘭州石化公司石化研究院自行研制開發出了粉末丁苯橡膠制備技術，并實現了中試放大，經200t/a規模的中試驗證明該技術凝聚工藝平穩，過程易于控制，產品性能穩定，重復性好，屬國內首創技術，該技術應用于瀝青改性方面，具有摻混工藝簡單、易于分散、改善瀝青低溫性能的特點，并填補了國內粉末丁苯橡膠改性瀝青領域的空白。
另外，山東齊魯石化公司橡膠廠開發成功新一代環保型丁苯橡膠，這項產品己經達到歐洲同類產品的環保標準。其日試產能力為360噸，待試生產完成之后的日生產能力將達到500噸，專家認為，環保型丁苯橡膠的問世對于推進橡膠產品行業的環境保護具有重要意義。
二、丁苯橡膠的發展態勢分析
1、丁苯橡膠生產能力概況
據世界合成橡膠生產者協會估計，2002年世界丁苯橡膠生產能力為455.8萬噸，其中乳聚丁苯橡膠生產能力為354萬噸/年。目前世界上己有30余套溶聚丁苯橡膠生產裝置，總生產能力超過100萬噸/年。近十年來，歐美國家的乳聚丁苯橡膠裝置能力過剩，開工率不高，而溶聚丁苯橡膠裝置的開工率則達80%以上。
我國現有6套SBR生產裝置，其中4套為ESBR生產裝置，2套為SSBR生產裝置，總生產能力41萬噸/年。雖然溶聚丁苯橡膠生產能力所占比例近21.4%，但由于產品質量、牌號及生產技術等多方面原因，占有國內很少的市場份額，開工率一直很低。各裝置生產能力、產量及主要產品牌號見表1。
表1 國內丁苯橡膠生產裝置能力及產品牌號 萬噸/年
公司 生產能力 產品類別 主要產品牌號
齊魯 13.0 ESBR SBR1500、1502、1712、1778
吉林 8.0 ESBR SBR1500、1502、1712、1778、1503、1706-5
蘭化 4.0 ESBR SBR1500、1502、1503、1712
南通申華 10.0 ESBR SBR1500、1502、1712、1778
燕山石化 3.0 SSBR Y833A、833B、833E、833AX、833BX
茂名石化 3.0 SSBR F1204、1206、375、376、377
2、丁苯橡膠的消費狀況
SBR是世界產耗量最大的SR品種，在SBR的世界消耗量中，約有75%用于輪胎和輪胎配件，近20年來，SBR的消費比例持續下降。這主要是原因子午胎的普及率增加，SBR在子午胎中的用量較少、其他膠種的增長較快、與NR的價格競爭激烈。目前世界SBR產能在450萬噸/年左右，需求量在280萬噸/年左右，產能嚴重過剩，裝置平均開工率在58%左右。ESBR應用主要集中在汽車輪胎、膠管、膠帶、制鞋業等領域。SSBR還處于開拓市場階段，目前主要用于制鞋業，在輪胎中尚未正式使用。隨著汽車工業的發展，子午線輪胎將有較快的發展，而子午線輪胎主要用膠為SSBR。2000年子午線輪胎的生產能力達1.05億條。2010年子午線輪胎產量將達1.77億條。因此對兼有低滾動阻力和高抗濕滑性與耐磨性的第二代SSBR在輪胎制造中的需求量將進一步增加。在不同的國家和地區，SBR的消費結構不同。
2002年1月至7月我國SBR消費量達31.5萬噸比2001年同期增長25.8%，為近年來成長最快的時期，而同期國內SBR銷量為19萬噸，同比僅增長6.0%。遠低于消費量增長，同時市場占有率也從2001年同期的71.8%下降到60.5%，為近年來最低。但是由于受外銷和出口拉動，橡膠加工業增長加快、主要NR產膠國達成一致，減少產量，控制出口，加之受天氣影響，東南亞NR產量減少，帶動了SBR的消費。世界丁苯橡膠的消耗量見表2。
隨著汽車工業的發展，橡膠的消耗量越來越大，合成橡膠的使用比例逐年增加，由于我國路況不斷改進和高速公路不斷發展，車速也在提高，這樣對輪胎的安全性能提出了更高的要求，又由于隨著石油資源的日益短缺和價格的上漲，節油又是一個十分重要的問題，這樣便促使SSBR得到迅速發展。
3、價格狀況
1996年以來世界SBR價格持續下降，1999年下半年至2000年上半年SBR價格總體持續上揚，但受多種因素影響，中途漲跌起伏。2001年，受全球經濟衰退的影響，OPEC全年一攬油平均價僅為23.12美元/桶，比2000年的27.6美元/桶下跌4.48美元/桶，原油價格的下跌導致上游原料苯乙烯、丁二烯價格下跌，從而使國際SBR市場因失去支撐而出現同步下滑。2002年由于油價的上升，帶動了國際SBR價格的上揚。另外，世界SR供大于求、NR產量大量增加、東南亞金融危機的爆發、也是造成價格下降的原因。
1994至1995年，由于國際市場SR價格上揚，國內以輪胎加工業為代表的下游行業及相關產業迅速發展，SBR需求旺盛，市場異常活躍。此后，大量國外產品涌入我國，加上國內一些新建、改建裝置相繼投產，供應增加，形成了供大于求的局面，從而導致SBR價格滑落。隨后我國開始經濟結構性調整，市場萎縮，再加上東南亞金融危機、洪澇災害的影響以及大量的庫存量等原因。SBR的平均價格降至7600元/噸，1998年下半年，國家采取了加強海關監管，加大打擊走私力度等措施，減少了SBR進口，同時，國家還出臺了一系列拉動經濟增長的措施，實行更加積極的財政政策，啟動內需，大幅度地增加固定資產投資，工業增長速度有所提高，對SR工業產生了積極影響，SBR價格基本持穩，同時我國對進口的SBR進行了反傾銷，并取得了成功，這在一定程度上經國內企業的發展創造了更大的市場空間。SBR的價格也一直高居不下，隨著春節的日益臨近，國內丁苯市場成交愈顯清淡，由于預期需求將繼續下降，貿易商及終端用戶都沒有表現出較高的采購興趣，部分地區價格略有下滑。市場成交不旺，市場資源充裕，預計近期國內丁苯膠市場整體滑落，市場價格將穩步走低，部分貿易商認為春節過后，隨著下游生產的恢復會出現一個采購高峰期，丁苯橡膠市場將視原料市場的振幅而展開調整，向上拉升將有阻力。但是丁苯市場供不足需的局面仍然主導著市場格局。
4、市場前景分析及預測
2003年我國丁苯橡膠表觀消費量為55.93 萬噸，與2002年基本持平，這并不意味著國內丁苯橡膠市場己經飽和，而是在多種條件下形成的一種表面現象。
乳聚丁苯橡膠經過十幾年來與溶聚丁苯橡膠的抗衡，證明仍具有較強的生命力。尤其是近年來國外有些企業在提高乳聚丁苯橡膠的綜合性能研究方面取得了突破性進展，如美國固特異公司2002~2003年在美國、歐洲、日本及我國公司公開的專利中提出，采用新的乳聚丁苯橡膠工藝制得的乳聚丁苯橡膠用于制備高性能輪胎優于溶聚丁苯橡膠。北美地區2001年乳聚丁苯橡膠消耗量降低4.7%，但據IISRP預測，在未來幾年內北美地區的乳聚丁苯橡膠消耗量有所恢復，將以年均1%的速率增長。
據國際合成橡膠生產者協會預測，2000-2005年全球橡膠消費增長率為2.6%，到2005年全球橡膠總消費量將達到1741.6萬噸。合成橡膠消費增長率預計為3.5%，到2005年消費量為941.5萬噸，不包括TPE和羧基丁苯膠乳。預計合成膠消費增長最快的將是我國和獨聯體，分別為12.2%和5.8%。預計增長最快的膠種則是乙丙橡膠，增長率為3.7%，其次為丁苯橡膠。但從我國汽車、輪胎工業及其它橡膠加工業的發展情況來看，IISRP對我國合成橡膠消耗量的預測有些保守。據不完全統計，預計2005年我國將新增子午胎產能7000萬條；國家正在實施的三峽工程、南水北調工程、西氣東輸工程及北京奧運會，總投資10000億元，這將給工程胎及各種膠管、膠帶帶來巨大的潛在市場。此外，制鞋及其它橡膠制品應用領域對丁苯橡膠的需求量也將有較大增長，預計2005年丁苯橡膠需求量將達到63萬-64萬噸，年均增長率5%以上。
隨著我國加入WTO，汽車進口關稅降低，國內汽車工業及輪胎業將面臨著更大的挑戰，尤其是受世界經濟不景氣的影響，中國輪胎及橡膠制造業的出口難度加大，有可能導致SBR消費量增長速度減緩，但從長遠來看，國內丁苯膠市場仍將保持較大比例的增長。同時，隨著外資企業在我國投資規模的加大以及我國汽車工業及高速公路的發展，高性能輪胎的需求量將會逐步增加，尤其是“費改稅”政策的實施，SSBR用于輪胎的節能、安全、舒適的特點將會愈加受到人們的關注和青睞。外資企業也會根據市場的需要在輪胎配方中使用SSBR，如大連固特異公司計劃在5年內投資1.2億美元將其子午胎生產能力由190萬條擴能至530萬條，擴能部分主要用于生產高性能輪胎。這樣將使國內溶聚丁苯橡膠的需求量達到7萬噸。總的發展趨勢是溶聚丁苯橡膠將逐漸成為丁苯橡膠的發展重點。
三、發展建議
1、適當提高乳聚丁苯橡膠的生產
雖然溶聚丁苯橡膠（SSBR）是一種相對ESBR的高性能合成橡膠，但它不能等同于ESBR，也不能完全取代ESBR。目前ESBR產品中充油品牌的數量不到發達國家平均水平的1/3，說明國內充油丁苯橡膠仍然有一定的市場容量。從未來可以預見的市場走勢看，由于苯乙烯國際報價高于丁二烯，對耗苯乙烯較少的充油牌號產品來說相對有利，加之國產丁苯橡膠平均交易價格與國際充油丁苯橡膠報價進一步接近，增加了橡膠加工企業同等條件下優先選用國產充油丁苯橡膠的傾向。并且國內企業也應該在產品和牌號上面加大科研力度，完善產品牌號，增加產品的技術含量。
2、加強上中下游優化、合作、降低產品成本
對上游應通過優化化工輕油的生產、運輸和配置、降低操作費用來降低丁二烯、苯乙烯、填充油等丁苯橡膠基本原料的成本。對丁苯橡膠生產廠應通過優化工藝操作、提高目的產品收率、節能、降耗來降低國產丁苯橡膠生產成本。
3、營造良好的政策環境
隨著“入世”和政府職能機構的轉變，政府調節宏觀經濟政策的客觀要求及調節難度都在增加，考慮到丁苯橡膠行業的戰略地位及我國丁苯橡膠生產、加工行業的現狀，建議國家有關職能部門，參照國際慣例，制定相應對策措施（如反傾銷），同時進一步嚴格規范來進料加工和邊境貿易管理，強化打擊走私力度，為提高國產丁苯橡膠的市場占有率提供良好的政策環境。
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