——蘭州石化5萬噸丁腈橡膠裝置
工程投資額：8.595億元
工程期限：2008年——2009年
1983年4月4日，美國挑戰(zhàn)者號航天飛機（STS Challenger），從肯尼迪航天中心，首次發(fā)射升空。
橡膠是極其重要的工業(yè)材料。1986年1月28日11時39分，美國“挑戰(zhàn)者”號航天飛機在升空73秒后爆炸，7名宇航員殞命藍天，損失高達幾十億美元。釀成這場悲劇的原因，竟然是兩個僅僅價值900美元的環(huán)型橡膠密封圈。它們位于航天飛機外掛燃料箱右側，火箭助推器尾部；因發(fā)射前連續(xù)多天氣溫過低，造成橡膠失去彈性，無法起到密封作用?；鸺c火后，密封圈受熱破裂，造成高溫火焰外泄，灼燒相鄰的液氫燃料箱，最終導致爆炸。事故發(fā)生后，美國耗資25億美元，對航天飛機進行了500多處改進，將環(huán)型密封圈的材質由聚硫橡膠，更換為耐寒性能更好的硅橡膠，并配置加熱裝置。
橡膠分為天然橡膠與合成橡膠兩大類。天然橡膠由熱帶地區(qū)種植的三葉橡膠樹割膠時，流出的膠乳經(jīng)凝固干燥后制得，主要成分為橡膠烴（異戊二烯）。合成橡膠是以石油、天然氣為主要原料，用二烯烴和烯烴為單體聚合而成的高分子彈性體，性能類似天然橡膠。合成橡膠與合成樹脂（塑料）、合成纖維并稱為世界三大合成材料；主要包括丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、異戊橡膠等幾十個品種，每種合成橡膠在彈性、絕緣性、氣密性、耐磨、耐油、耐酸堿、耐老化、耐高溫或耐低溫等性能上都各有不同。
2000年7月25日，法國航空公司一架協(xié)和式飛機在巴黎戴高樂機場起飛兩分鐘后起火墜毀，機上100名乘客、9名機組成員全部遇難，地面另有4名受害者。根據(jù)事后調查，協(xié)和式飛機在起飛時，輪胎輾過了跑道上另一架美國大陸航空DC-10客機脫落的金屬片，造成爆胎。輪胎破片高速擊中機翼油箱后引發(fā)大火，導致飛機于起飛數(shù)分鐘后爆炸墜毀。至此，協(xié)和式飛機保持25年的安全飛行無傷亡記錄被終結，并導致其最終退出民航市場。
□ 重要戰(zhàn)略物資
在工業(yè)產(chǎn)品中，橡膠的應用非常廣泛，航天飛機密封圈只是其中一個例子。輪胎是橡膠的第一大用途，包括用于制造各種轎車胎、飛機胎、工程胎、軍用胎。此外，橡膠還可以用來制造密封產(chǎn)品、減震產(chǎn)品、人造器官、橡膠攔水壩、膠管、膠鞋、膠帶等。有些橡膠制品雖然普通，但其作用卻不可小視。經(jīng)粗略計算：制造一輛汽車約需要180件橡膠制品，重約240公斤；一架噴氣式飛機約需要2000多件橡膠制品，重約600多公斤；一艘萬噸輪約需要70噸橡膠制品，一臺大型軋鋼機上的橡膠制品多達3000余件，即使一門高射炮也需要90公斤橡膠。
由于用途廣泛，橡膠與鋼鐵、石油、煤炭并稱為四大戰(zhàn)略物資。二戰(zhàn)中，德國入侵蘇聯(lián)，由于蘇聯(lián)缺乏天然橡膠，合成橡膠產(chǎn)量也不足；因此美英盟國分別向蘇聯(lián)援助了360萬條汽車輪胎和10.35萬噸天然橡膠，保證了蘇聯(lián)軍車、坦克、飛機的生產(chǎn)，最終幫助蘇聯(lián)擊敗了納粹德國。而德國由于缺乏橡膠，甚至從軍靴靴底到軍帽帽檐都不得不改用皮革制造。太平洋戰(zhàn)場上的日本，由于受到物資封鎖，為獲得緊缺的石油、橡膠等資源，南進侵略盛產(chǎn)橡膠的東南亞國家；最終由于戰(zhàn)線過長疲于應付而戰(zhàn)敗。
抗美援朝戰(zhàn)爭爆發(fā)后，西方國家對我國實行經(jīng)濟封鎖，橡膠也屬于禁運物資。在得到此消息前，中國政府通過南洋華僑緊急搶購了12萬噸橡膠，并應斯大林請求，將其中8萬噸轉賣給蘇聯(lián)。1952年開始，我國與蘇聯(lián)合作在海南島大規(guī)模墾殖天然橡膠。同年12月，中國與錫蘭（斯里蘭卡）簽訂五年膠米貿易協(xié)議，商定由錫蘭每年售給我國5萬噸橡膠，我國售給錫蘭27萬噸大米。這在很大程度上緩解了中國與蘇聯(lián)的橡膠供應緊張問題，嚴重動搖了聯(lián)合國與美國的對華橡膠禁運體系。在天然橡膠供應來源獲得保證的基礎上，我國與蘇聯(lián)合作，開始在國內建設合成橡膠工業(yè)體系，至1978年我國合成橡膠產(chǎn)量10.19萬噸，首次超過了天然橡膠產(chǎn)量（10.16萬噸）。
從19世紀末期，世界合成橡膠工業(yè)開始發(fā)展，至今已走過了100多年歷史。2008年世界橡膠消費總量、合成橡膠產(chǎn)量、天然橡膠產(chǎn)量，分別達到2219.7萬噸、1281.3萬噸、987.7萬噸。合成橡膠無論在應用范圍，還是消耗數(shù)量上，都已超過了天然橡膠。我國自2002年起，一直是世界最大的橡膠消費國。2008年，我國橡膠消費量為600萬噸（占世界總量的27%），其中合成橡膠330萬噸，天然橡膠270萬噸。2008年，我國合成橡膠產(chǎn)量238.3萬噸，首次超過美國的231.4萬噸，躍居世界第一位，但仍供不應求。天然橡膠產(chǎn)量63.8萬噸，居世界第六位，同樣需要大量進口。為解決國內的橡膠供需矛盾，近幾年，國內石化企業(yè)開工建設了一批大型合成橡膠生產(chǎn)裝置。
□ 世界最大丁腈橡膠合成裝置
2009年7月21日，目前世界單線生產(chǎn)能力最大的5萬噸/年丁腈橡膠生產(chǎn)裝置，在中國石油蘭州石化公司合成橡膠廠建成中交。該裝置總投資8.595億元，是蘭州石化70萬噸/年乙烯項目的配套工程，采用具有自主知識產(chǎn)權的丁腈橡膠成套技術，由原料貯存、化學助劑配制、膠漿貯存及凝聚干燥包裝等7個生產(chǎn)單元、3個公用工程單元、2個輔助單元組成，生產(chǎn)過程采用DCS全程控制。
工程于2008年5月26日開工，由中國石油工程建設公司第一建設分公司等施工單位承建。由于在蘭州石化老廠區(qū)建設，周邊裝置林立，場地窄小，承建單位克服了諸多困難。2009年10月20日，蘭州石化5萬噸/年丁腈橡膠裝置一次試車成功，10月23日正式投產(chǎn)。
丁腈橡膠（NBR）全稱為丁二烯-丙烯腈橡膠，由丁二烯和丙烯腈經(jīng)乳液聚合法制得，具有耐油性極好、耐磨性較高、氣密性好、耐熱性較好、粘接力強等優(yōu)點，是耐油（尤其是烷烴油）、耐老化性能較好的合成橡膠。其缺點是耐低溫性差、耐臭氧性差，絕緣性差，彈性稍低，不宜做絕緣材料。丁腈橡膠中丙烯腈含量（%）有42-46、36-41、31-35、25-30、18-24等五種。丙烯腈含量越多，耐油性越好，但耐寒性則相應下降。它可以在120℃的空氣中或在150℃的油中長期使用。丁腈膠最大的用途是生產(chǎn)耐油膠管及阻燃輸送帶，其消耗量約占總消費量的50%；其次是密封制品，其中約半數(shù)為汽車密封制品；還有耐油墊圈、墊片、套管、軟包裝、軟膠管、印染膠輥、電纜膠材料等，是汽車、航空、石油、復印等行業(yè)中必不可少的重要材料。
1930年德國首先進行丁腈橡膠研究，于1931年制成丁二烯與丙烯腈的共聚物，發(fā)現(xiàn)其具有優(yōu)異的耐油、耐老化及耐磨等性能。1937年由德國I.G.Faben公司投入工業(yè)化生產(chǎn)，以商品名BunaN問世。1941年美國也開始大規(guī)模生產(chǎn)。此后不久，其他國家也相繼開始生產(chǎn)丁腈橡膠，目前世界上已有多個國家能夠生產(chǎn)各種牌號的丁腈橡膠。
我國目前有4套丁腈橡膠生產(chǎn)裝置：一是中石油蘭州石化早期從前蘇聯(lián)引進采用高溫間歇乳液聚合技術的硬膠裝置，年產(chǎn)能約0.45萬噸，可生產(chǎn)3個牌號；二是中石油吉林化工從日本引進的丁苯橡膠裝置改造而成的丁腈膠裝置，采用多釜串聯(lián)、低溫乳液聚合工藝，年產(chǎn)能約為1萬噸，可生產(chǎn)5個牌號；三是蘭州石化近年從日本引進的年產(chǎn)1.5萬噸低溫乳液聚合裝置，可生產(chǎn)高、中、低含腈量的9個牌號軟膠。四是蘭州石化新投產(chǎn)的5萬噸裝置。全國年總產(chǎn)能合計為7.95萬噸。
蘭州石化龐大的廠區(qū)。
□ 蘭州石化合成橡膠廠沿革
蘭州石化合成橡膠廠始建于1956年，是我國最早生產(chǎn)丁腈橡膠的企業(yè)。廠區(qū)位于蘭州市西固區(qū)，占地90公頃，由丁苯車間、丁腈車間、苯乙烯車間、碳四車間、ABS車間、電氣車間等部門組成。1952年國家決定從蘇聯(lián)引進技術和設備，在蘭州興建一個以生產(chǎn)化肥和橡膠為主的大型化工聯(lián)合企業(yè)。同年9月，重工業(yè)部派出專家勘察組，到蘭州選擇廠址，并成立籌建處，1954年由蘇聯(lián)提供設計，1956年動工興建。1959年，我國第一個年產(chǎn)1.35萬噸的丁苯橡膠生產(chǎn)裝置建成，次年5月生產(chǎn)出了第一批合格的丁苯橡膠。1962年，蘭化從蘇聯(lián)引進的國內第一套年產(chǎn)1500噸丁腈橡膠裝置投產(chǎn)，初期生產(chǎn)規(guī)模1500噸/年，經(jīng)改擴后達4500噸/年，主要用于生產(chǎn)傳統(tǒng)的軍工產(chǎn)品。1962年后，由于嚴重的自然災害和蘇聯(lián)中斷對華援助，使以煤炭和糧食為主要原料的合成橡膠廠被迫停產(chǎn)，合成氨也被迫限產(chǎn)。
為了改變與民爭糧的局面，1966年蘭化建成年產(chǎn)2.5萬噸合成酒精生產(chǎn)裝置，采用乙烯硫酸水合法制取合成酒精，并將反應產(chǎn)生的稀硫酸用氨中和生產(chǎn)硫酸銨。此后，在幾年里便形成生產(chǎn)能力，緩解了合成橡膠生產(chǎn)單純依靠糧食酒精的矛盾。1971年4月，碳四車間建成丁二烯抽提裝置，年產(chǎn)丁二烯4.5萬噸，年處理裂解碳四7.8萬噸。開始使橡膠丁二烯的原料由糧食酒精向石油裂解產(chǎn)物轉變。由此蘭化走上化工與石油協(xié)同發(fā)展之路，成為我國第一個石油化工基地。
早在1963年開始，蘭化橡膠廠就著手研究ABS樹脂，1970年丁苯橡膠車間建成我國第一套自行開發(fā)的ABS生產(chǎn)裝置，用丁苯橡膠摻入ABS的乳液接枝法生產(chǎn)改性ABS樹脂，1975年正式投入運行，年產(chǎn)能為2000噸。當時的產(chǎn)品主要用于生產(chǎn)探雷器無法探測的地雷外殼。為加速我國ABS樹脂的生產(chǎn)步伐，1982年蘭化橡膠廠從日本三菱人造絲公司引進了乳液接枝—懸浮SAN摻合工藝，建成一套年產(chǎn)10000噸的ABS樹脂生產(chǎn)裝置。1999年8月，蘭州化學工業(yè)公司合成橡膠廠重組，改制為蘭州石化分公司合成橡膠廠。
2000年2月，蘭州石化合成橡膠廠丁腈車間從日本瑞翁(ZEON)公司成套引進技術，建成國內第一套年產(chǎn)1.5萬噸丁腈橡膠軟膠生產(chǎn)裝置。產(chǎn)出的N32、N41、N21等高中低腈含量系列產(chǎn)品獲得客戶肯定。隨著國內經(jīng)濟快速發(fā)展，丁腈橡膠仍不能滿足快速增長的需求，每年仍需要進口。2002年國內丁腈橡膠產(chǎn)能為2.95萬噸，產(chǎn)量為2.5萬噸，進口為3.71萬噸，即使3套裝置全部滿負荷運轉，也僅占總消費量的48%左右，因此蘭化開始著手籌建新裝置。
□ 丁腈橡膠生產(chǎn)工藝流程
目前世界各國丁腈軟膠生產(chǎn)工藝流程多采用乳液聚合連續(xù)生產(chǎn)，其工藝過程與丁苯橡膠類似。主要包括原料配制、聚合、單體回收、膠乳貯存及摻混、膠乳凝聚、干燥及壓塊包裝等工序。①生產(chǎn)時，先將一定比例的丁二烯、丙烯腈混合均勻，制成碳氫相。在乳化劑中加入氫氧化鈉、焦磷酸鈉、三乙醇胺、軟水等制成水相，并配制引發(fā)劑等待用。②將碳氫相和水相按一定比例混合后送入乳化槽，在攪拌下經(jīng)充分乳化后送入聚合釜。③在聚合釜內直接加入引發(fā)劑，進行聚合反應，反應熱量由列管內液氨蒸發(fā)排出。溫度控制在30℃或5℃時，轉化率可維持在70%-85%。④而后分批加入調節(jié)劑，以調節(jié)橡膠的分子量。聚合反應進行至規(guī)定轉化率時，加入終止劑終止反應，并將膠漿卸入中間貯槽。⑤經(jīng)過終止后的膠漿，送至脫氣塔，經(jīng)三級閃蒸脫除未反應的丁二烯，然后再借水蒸汽加熱真空脫出游離的丙烯腈。⑥丁二烯經(jīng)壓縮升壓后循環(huán)使用，丙烯腈經(jīng)回收處理后再使用。⑦經(jīng)脫氣后的膠漿加入凝聚劑、防老劑及其它助劑后，過濾除去凝膠，用食鹽水凝聚成顆粒膠，經(jīng)水洗后擠壓除去水分，再用干燥機干燥，然后包裝即得成品橡膠。經(jīng)干燥后的橡膠含水量應低于1%，成品丁腈橡膠一般每包重25千克。
丁腈橡膠由于分子鏈間作用力較強，硬度較大，故加工較困難，其中以聚合溫度為30℃所制得的硬膠最不易加工，需在冷輥上預先塑化后才能操作。工業(yè)上常采用更有效地調節(jié)分子量的方法，把聚合溫度降低至5℃,以減少副反應來改善它的加工性能。另一方面，丁腈橡膠還可通過與多種橡膠如氯丁橡膠、異戊橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠及合成樹脂，如聚氯乙烯、酚醛樹脂等共混，使性能得到改進。為了使NBR性能更加符合不同用途制品的要求，各國都相繼開發(fā)生產(chǎn)了具有特殊性能的NBR新品種，如氫化丁腈橡膠（HNBR）、粉末丁腈橡膠（PNBR）、羧基丁腈橡膠（XNBR）、液體丁腈橡膠等，使得NBR產(chǎn)品形成了系列化、功能化。
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，對汽車燃料和潤滑系統(tǒng)以及發(fā)動機所用的密封材料如橡膠的耐熱、耐油、耐各種化學品腐蝕等性能提出了苛刻的要求。長期以來，汽車工業(yè)一直使用耐油性較好的丁腈橡膠，但由于其性能的缺陷，只能在120℃以下長期使用；而且，因耐臭氧、耐候和耐輻射性能較差，滿足不了汽車等機動車輛對發(fā)動機的密封要求。氫化丁腈橡膠(HNBR)是丁腈橡膠的加氫產(chǎn)物。它既具有良好的耐油、耐臭氧、耐磨和耐化學品腐蝕性，又具有良好的壓縮永久變形、耐熱和耐低溫性能，可用于制造苛刻條件下使用的密封制品。但催化劑價格昂貴，成品HNBR每噸價格高達25-30萬元，我國僅有蘭州石化研究院，采用銠系催化劑溶液法均相催化加氫技術，建成年產(chǎn)30噸的中試裝置，有少量產(chǎn)品投放市場。
1839年，美國人古德伊爾(Charles Goodyear)發(fā)明的橡膠硫化工藝，彌補了天然橡膠易發(fā)黏變脆的缺陷，極大提高了天然橡膠的實用性。
□ 人類使用合成橡膠的歷史
人類使用天然橡膠已經(jīng)有好幾個世紀的歷史了。早在哥倫布航海之前，南美洲土著人就使用橡膠使鞋和織物防水，他們還用橡膠制作瓶子和球。歐洲人帶回了這些樣品，并試圖制造出防水的橡膠織物。后來人們發(fā)現(xiàn)這種物質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)”。這就是橡膠名字的由來。1823年，英國人馬辛托希在格拉斯哥創(chuàng)辦了世界第一個橡膠廠，用松節(jié)油溶解橡膠并將其涂在兩層布之間，生產(chǎn)防水布。但是當時生產(chǎn)的橡膠防水布在炎熱的天氣下就會變的很黏，天冷時又會變脆，實用性很差。
直到1839年，美國人查爾斯·古德伊爾(Charles Goodyear)成功地將天然橡膠進行了硫化后，橡膠才成為有實用價值的材料。通過與硫磺一起加熱進行硫化，橡膠實現(xiàn)了分子鏈的交聯(lián)，具備了良好的彈性，不易發(fā)黏變脆。1845年，英國工程師R.W.湯姆森發(fā)明了用皮革與涂膠帆布制成的空心輪胎，并獲得了專利。在此之前，車輛使用的一直是木制輪子，或者在輪圈周圍包上鐵皮。1888年英國人鄧祿普（J.Dunlop）制成了以掛膠棉簾布為骨架的充氣輪胎。1890年，橡膠輪胎被正式用在自行車上。1895年，橡膠輪胎被用于生產(chǎn)汽車。隨著汽車數(shù)量的大量增加，天然橡膠供不應求，英國人開始把南美洲獲得的橡膠樹種苗，運到東南亞殖民地大規(guī)模種植，各國也競相研制合成橡膠。
這張老照片顯示了1899年時汽車采用的輪胎樣式。
人工合成橡膠的思路源于對天然橡膠的仿制。早在1826年，英國科學家法拉第（Michael Faraday）經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)橡膠是一種碳氫化合物，由五份炭和八份氫構成。1860年英國人格雷維爾·威廉姆斯在將天然橡膠與空氣隔絕的條件下加熱，從熱裂解產(chǎn)物中分離出C5H8，被命名為異戊二烯。它是一種不溶于水的無色液體，在空氣中又會氧化成白色彈性體。異戊二烯也是天然橡膠的結構單元。1879年，法國化學家布沙爾達（Bouchardat）先用熱裂解法制得異戊二烯，又把異戊二烯經(jīng)酸化處理合成為彈性體。盡管這種彈性體的結構性能與天然橡膠存在著一些差別，但人們已經(jīng)確認從低分子單體合成橡膠是可能的。1900年，德國化學家孔達科夫用異戊二烯為原料經(jīng)加熱，聚合成了皮革狀彈性體，被稱為異戊橡膠。1910年德國大陸公司（Continental）采用這種工藝少量生產(chǎn)合成橡膠輪胎，當時連德皇威廉二世的汽車都配備了這種輪胎，行駛里程可達到上萬公里。
一戰(zhàn)期間，德國的海上運輸被封鎖，切斷了天然橡膠的輸入。迫于橡膠匾乏，1917年，德國開始采用異戊二烯聚合法批量生產(chǎn)合成橡膠，取名為甲基橡膠W和甲基橡膠H，共生產(chǎn)了2350噸。這種橡膠盡管耐壓性能不理想，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。
1927-1928年，蘇聯(lián)利用C.B.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。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鈉橡膠的性能。如與苯乙烯共聚得到丁苯橡膠，它的性質與天然橡膠極其相似。1937年德國法本（I.G.Faben）公司在布納化工廠建成丁苯橡膠工業(yè)生產(chǎn)裝置。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。丁苯橡膠由于綜合性能優(yōu)良，至今仍是合成橡膠產(chǎn)量最大的品種。
1907年舉行的北京至巴黎汽車拉力賽，行程上萬英里，歷時62天。那時的汽車已普遍采用橡膠充氣輪胎。
30年代初期，由于德國H.施陶丁格大分子長鏈結構理論的確立，和蘇聯(lián)H.H.謝苗諾夫的鏈式聚合理論的指引，為聚合物學科奠定了基礎。同時，橡膠聚合工藝和質量也有了顯著的改進。1930年德國化學家用丁二烯與丙烯腈共聚制得丁腈橡膠，5年后在德國法本公司投入工業(yè)化生產(chǎn)，1941年美國也開始大規(guī)模生產(chǎn)。此后其他國家也相繼開始生產(chǎn)丁腈橡膠。丁腈橡膠具有優(yōu)異的耐油、耐老化及耐磨等性能，目前仍是特種橡膠的主要品種。
美國自一戰(zhàn)后開始著力研究合成橡膠。1930年，美國化學家華萊士·卡羅瑟斯和J.A.紐蘭德用乙炔得到氯丁二烯，并聚合成為氯丁橡膠，次年由杜邦公司少量生產(chǎn)。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，像導油軟管這類產(chǎn)品，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，在合成橡膠領域，人工合成物不僅能充當天然物質的替代品，其性能也許會比天然物質更好。
40年代初，由于戰(zhàn)爭的急需，促進了丁基橡膠技術的開發(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1320噸和2480噸。丁基橡膠是一種氣密性很好的合成橡膠，最適于作車輪內胎，其強度比丁苯橡膠高出10倍，制成的汽車輪胎行駛里程達10萬公里。此后，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)了聚氨酯橡膠等。
1944年6月6日，諾曼底登陸戰(zhàn)開始。二戰(zhàn)中龐大的軍火需求，有力推動了合成橡膠工業(yè)的發(fā)展。
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，促使北美和蘇聯(lián)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23120噸，驟增到1944年的88.55萬噸。戰(zhàn)后，由于天然橡膠恢復了供應，在1945-1952年間，世界合成橡膠的產(chǎn)量在43.29-89.39萬噸范圍內波動。此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100萬噸。
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構與天然橡膠基本一樣的合成天然橡膠。
50年代中期以后，人們逐漸認識了橡膠分子的微觀結構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，使有效地控制橡膠分子的立構規(guī)整性成為可能。這些因素使合成橡膠工業(yè)進入生產(chǎn)立構規(guī)整橡膠的嶄新階段。60年代初投產(chǎn)的代表性的產(chǎn)品有：1、異戊橡膠（高順式-1，4-聚異戊二烯橡膠），其結構和性能與天然橡膠近似，故又稱合成天然橡膠。2、合成杜仲橡膠（高反式-1，4-聚異戊二烯），與天然杜仲膠類似，具有耐水絕緣等優(yōu)點，用于制造水下電纜等設備。3、順丁橡膠（高順式、中順式和低順式-1，4-聚丁二烯橡膠），具有耐磨性強和耐低溫性能好等優(yōu)點，在輪胎等橡膠制品中廣泛應用，目前是僅次于丁苯橡膠的世界第二大通用合成橡膠。4、乙丙橡膠，具有卓越的耐水、耐候、絕緣性，在非輪胎方面得到了廣泛的應用。在此期間，特種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。良好的產(chǎn)品適應性使得合成橡膠的總產(chǎn)量已經(jīng)大大超過了天然橡膠。
60年代以后，合成橡膠工業(yè)以繼續(xù)開發(fā)新品種和大幅度增加產(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。到1979年合成橡膠年產(chǎn)量突破了900萬噸，1980年產(chǎn)量開始下降，以后幾年穩(wěn)定在800萬噸左右，約為天然橡膠產(chǎn)量的兩倍。目前全世界所用橡膠70%以上是合成橡膠。這不僅大大緩解了因天然橡膠不足而造成的被動局面，而且節(jié)約了大量的土地。一個年產(chǎn)萬噸的橡膠廠相當于20平方公里的橡膠種植園。
1904年由云南省干崖(今盈江縣)傣族土司刀安仁從新加坡引種8000多株膠苗，現(xiàn)僅存一株，樹齡已達百歲，成為中國橡膠工業(yè)發(fā)展的見證者。該樹目前高27米，主桿直徑98厘米，枝葉茂盛，含膠量較高。
□ 中國合成橡膠工業(yè)發(fā)展史
在20世紀初，世界橡膠工業(yè)形成的同時，西方國家開始向中國傾銷橡膠制品，由此也引發(fā)民族資本投資橡膠工業(yè)。1904年云南省干崖（今盈江縣）傣族土司刀安仁先生，從新加坡成功引種8000多株橡膠樹，種植在該縣鳳凰山上，由此翻開了我國天然橡膠種植的歷史。1915年，僑胞鄧鳳墀、陳玉波在廣州建立兄弟創(chuàng)制樹膠公司，專門生產(chǎn)橡膠鞋底，這是我國第一個橡膠加工廠。1919年以后全國陸續(xù)建立大批以生產(chǎn)膠鞋、人力車胎、皮球等日用品的橡膠加工企業(yè)。1934年10月上海大中華橡膠廠試制成功我國第一條汽車輪胎，次年投產(chǎn)?？箲?zhàn)爆發(fā)后，民族橡膠業(yè)損毀慘重。至1948年全國名義上有橡膠制品加工廠263家，擁有煉膠機1009臺，生膠月加工能力4000—5000噸，實際上多是作坊式生產(chǎn)，處于停產(chǎn)、半停產(chǎn)狀態(tài)。1949年全國耗膠量僅為13000噸，國內自產(chǎn)天然橡膠僅195噸。
面對滿目瘡痍、支離破碎的橡膠工業(yè)，新中國成立之初，人民政府即將合成橡膠列入經(jīng)濟建設規(guī)劃，并對合成橡膠生產(chǎn)、籌建、選定膠種等有了較具體周密的安排，組建15家國營橡膠企業(yè)，進行統(tǒng)一管理，成為橡膠工業(yè)發(fā)展的主力。50年代初，中國科學院長春應用化學研究所將合成橡膠列入重點科研項目，研制了氯丁橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠等品種，以及將稀土催化劑用于合成橡膠的技術。由蘇聯(lián)提供設計方案，在重慶、蘭州等地準備籌建合成橡膠工廠，并派人員去蘇聯(lián)學習相關技術。
1958年11月14日，我國首套年產(chǎn)2000噸的氯丁橡膠裝置在重慶長壽化工總廠氯丁橡膠分廠投產(chǎn)，從此結束了我國沒有合成橡膠工業(yè)的歷史。1959年，我國第一個年產(chǎn)1.35萬噸的丁苯橡膠生產(chǎn)裝置在蘭州橡膠廠建成，并于1960年生產(chǎn)出了第一批合格的丁苯橡膠。1960年開始研制順丁橡膠，1966年在錦州建成年產(chǎn)千噸裝置，1971年后，在北京、上海等地建成4套工業(yè)生產(chǎn)裝置。70年代以后，合成橡膠主要大品種和一些特種橡膠都有生產(chǎn)，1983年我國合成橡膠的總產(chǎn)量為16.8萬噸。在1956-1966年間，我國按照蘇聯(lián)標準仿制了46個橡膠牌號，以及聚硫密封劑和不干性膩子。這些材料在殲六、殲七、殲八、轟五、轟六等飛機上得到廣泛應用，為我國航空橡膠和密封劑研制，打下了良好的基礎。
到80年代末期，我國主要生產(chǎn)聚丁二烯、丁苯、丁腈和氯丁膠，90年代以來采用國產(chǎn)和引進技術建成了SBS、乙丙膠、丁基膠和丁腈軟膠生產(chǎn)裝置，基本形成了較完整的合成膠品種體系，已形成年產(chǎn)能力10萬噸以上的基地6個。這6個基地各具特色，并占全國主要膠種能力的75%和產(chǎn)量的78%。
八十年代以前，我國橡膠消費量只占世界橡膠消費量的不到5%。從1997年開始，我國成為世界第二大合成橡膠生產(chǎn)國。2001年，我國成為世界最大的天然膠消費國。2002年，全國橡膠消費量己達到306萬噸，占世界橡膠消費總量的17%，2003年增長到345萬噸。
在消費量持續(xù)增長的情況下，我國合成橡膠產(chǎn)能也在持續(xù)擴張。從2006年開始，國內每年有一套或數(shù)套大型合成橡膠裝置建成投產(chǎn)，極大地提升國內合成橡膠的供應能力。2008年，我國合成橡膠產(chǎn)量238.3萬噸，首次超過美國的231.4萬噸，躍居世界第一位。目前，我國生產(chǎn)的橡膠制品品種和規(guī)格已達5萬余種，產(chǎn)品性能、技術含量有了極大提高。
 國產(chǎn)萬噸級船舶采用氣囊法下水，船身下的大型橡膠氣囊單個承重可達數(shù)百噸。
山東時風集團生產(chǎn)的巨型工程輪胎，單個價格超過3萬美元，一輛巨型載重汽車需要安裝6條這樣的輪胎。
桂林橡膠廠生產(chǎn)的全鋼子午線巨型工程胎，單條價格近20萬元。我國目前是世界最大的工程輪胎出口國。
超大的輪胎自然是用在超大的車輛上，這是由湖南湘電集團生產(chǎn)的220噸交流傳動電動輪自卸車，單臺售價在2000萬元人民幣以上。
氟橡膠被譽為“合成橡膠之王”，價格極其昂貴，生膠價格可達到5-8萬元/公斤。其具有極好的耐溫性，廣泛應用于火箭、衛(wèi)星、飛船、戰(zhàn)斗機等尖端設備的密封件。我國從1958年起就開發(fā)了多種氟橡膠產(chǎn)品，主要用于航天軍工等部門。神舟飛船上就應用了大量氟橡膠制品，其中一個密封圈直徑超過12米。
丁羥膠（端羥液體聚丁二烯，英文縮寫為HTPB）是一種液體橡膠，也是一種重要的高能推進劑，常溫下為無色或淡黃色透明液體，主要作為各類導彈、衛(wèi)星上，液體火箭發(fā)動機的燃料。
翟志剛進行太空行走時穿的“飛天”艙外航天服，由中國航天科技集團研制，造價超過3000萬元人民幣。航天服總重120公斤，由6層材料組成。最內層是特殊防靜電處理過的棉布織成的舒適層，然后是橡膠質地的備份氣密層；外側是復合關節(jié)結構組成的主氣密層，滌綸面料的限制層，以及通過熱反射來實現(xiàn)隔熱的隔熱層。最外面的外防護層材料可耐受太空環(huán)境下，正負100攝氏度以上的溫差變化，堪稱國內最貴的服裝面料。
視頻：神奇的橡膠 |
