一文了解新材料：集成橡胶（SIBR）何时可以产业化突破？

中国的新材料工业，之前集中在单体聚合而成的高分子聚合物。聚合单体的生产工艺技术，就成为了新材料工业的关键技术之一。

具体到橡胶领域，近几年橡胶领域中的技术突破平平无奇，橡胶领域中的新产品发展相对缓慢，这也影响了中国橡胶工业的升级进程。

橡胶工业在中国工业中举足轻重，随着科技的不断进步和市场需求的变化，单一橡胶品种已无法满足高性能制品的技术要求，新产品的迭代迫在眉睫。

集成橡胶是橡胶合成技术中的新产品，也是开拓大分子设计技术领域的前沿项目，属于高分子合成中的“量体裁衣” 。集成橡胶是苯乙烯、异戊二烯、丁二烯为单体的共聚物，是一种理想的新型胎面用橡胶，具有优异的物理机械性能和动态力学性能，也是迄今为止性能最为全面的聚二烯烃类橡胶。

一、集成橡胶生产工艺有哪些？

根据聚合机理 ，SIBR的制备方法有阴离子聚合、自由基聚合和配位聚合 ，其中乳液自由基聚合虽然可以使共聚反应进行，但不能对分子链段和序列分布进行全面调节，所以研究较少。配位聚合因选择性较高，丁二烯、异戊二烯、苯乙烯的结构和活性差异较大，不宜采用。 阴离子聚合可以对分子结构进行较为精确的设计和控制，因此目前国内外大多采用阴离子聚合技术研制和生产SIBR 。阴离子溶液聚合制备SIBR时，由于丁二烯、异戊二烯、苯乙烯在阴离子聚合中活性不同，聚合产物通常为二嵌段共聚物。

近年来，SIBR由于优异的综合性能引起国内外橡胶领域的高度关注，各国科研机构和化学公司纷纷发力SIBR的研究开发工作。美国Goodyear公司和德国HUIs公司最为活跃，另外，俄罗斯合成橡胶研究院、日本横滨橡胶株式会社也有相关的研究报道。截至目前，国外研究机构已经研发出多种结构聚合物，如嵌段、无规、星型等，但是由于各自研究的方法不同，聚合物的产品质量差异巨大，目前仅有美国和德国实现了工业化生产。

中国在很早的时候就已经开展了SIBR的研究， 中石化研究院、中国石油化工研究院、北京化工大学、大连理工大学等 ，都有SIBR的相关研究报道。其中燕山石化曾经试生产过一段时间SIBR，产出的型号有2535、2505等，但是由于种种原因，暂未有持续生产。

二、集成橡胶下游应用方向在哪里？

集成橡胶拥有优异的性能，被广泛应用在高性能轮胎。近些年，如何在汽车行驶过程中减少由轮胎引起的能耗和碳排放，成为科研工作者的研究热点之一。汽车在行驶过程中由轮胎造成的能耗主要与地面直接接触的胎面胶有关， 开发具有高模量、低能耗的高性能胎面胶是大势所趋，而集成橡胶正是解决此问题的关键方法。

集成橡胶具备天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶的结构单元，所以也具备三种橡胶的天然优势。其中丁二烯和异戊二烯嵌段提供低温柔顺性、耐磨性和低滞后性，而苯乙烯与无规共聚的丁二烯和异戊二烯提供抗湿滑性。集成橡胶能够满足胎面胶对强度、耐磨、滚动阻力和抗湿滑等性能的需求，解决了橡胶使用时容易出现的严重微观分相、助剂在各相中分布不均、硫化进程不同步以及各相间交联不足等技术问题。目前在轮胎工业中， 美国固特异和德国汉斯集团都开发了集成橡胶生产和轮胎的制作，制作的轮胎被应用在高性能汽车上。

集成橡胶还可以被应用于制作高抗冲聚苯乙烯树脂的粘度指数改进剂和改性剂， 另外，它的 缓冲和减震性能使其也适用于制造各种工业和消费品中的缓冲器和减震帽，制造各种密封件，如O型圈和垫片，用于汽车内部的其他部件，如悬挂系统中的部件等。可以说，集成橡胶具有优异的材料特性，应用领域还将会得到进一步的拓展。

三、集成橡胶市场情况如何？

平头哥了解到，全球范围内仅有德国和美国实现了集成橡胶的工业化，美国固特异和德国汉斯集团在2021年前后陆续实现SIBR的工业化生产。

根据对两家企业的调查，全球范围内，SIBR约有95%被应用在轮胎的制作和生产，生产高性能轮胎，被应用在高端汽车及高性能汽车领域。另有5%被应用在制作减震部件、汽车的其他部件，以及其他领域中，应用占比较少。

中国暂未有SIBR的进口，在2021年之前，燕山石化有少量生产。据兰州研究院《国内集成橡胶SIBR的发展现状及前景展望》信息了解到，中国石化燕山石化公司研究院采用双锂引发剂合成了系列对称型二元、三元嵌段型SIBR和立构嵌段型SIBR，完成了中试技术开发并形成了相关专利。中国石油石油化工研究院兰州化工研究中心采用锂系引发剂开发出了星型杂臂SIBR，完成了中试技术开发，并且完成了3万吨/年SIBR工艺包编制，产品经评价具有偶联效率高、门尼粘度易于控制、滚阻低、抗湿滑性高的特点，其SIBR工艺包已具备转让条件。

四、集成橡胶未来将如何发展？

平头哥认为，限制SIBR工业化发展的关键原因有以下几点：

其一是共聚单体的供应在过去数年始终无明显富余， 其中异戊二烯、丁二烯和苯乙烯全部来自炼化一体化，这些共聚单体大多被自身一体化项目利用。随着中国民营一体化项目的发展，将会大大提高这些共聚单体的供应力度。

其二是消费市场暂未有明显的拓展，终端消费升级步伐缓慢 ，这导致对于高性能合成橡胶的需求力度不强。平头哥认为随着中国新能源汽车的高端化趋势，将会带动对高性能轮胎的需求，SIBR轮胎有望成为高性能轮胎中的明星产品。

其三是生产工艺技术成熟度有待市场考验 ，运用分子设计手段合成SIBR已取得了长足进展，但远未达到分子量化计算水平，合成方法与聚合物结构、性能之间仍需要进一步的深入研究。平头哥相信，随着科技的不断进步，中国SIBR的工业化将会如期到来。

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橡胶行业作为国民经济的重要基础产业之一，近年来受益于需求持续增长、绿色化发展要求、高端产品需求等，整体呈现出稳健发展的态势。2024年，橡胶市场受到了前所未有的高关注度。新能源汽车快速发展、轮胎出口向好等给橡胶产品价格带来向上的托力，而天然橡胶、丁二烯供应端异常收紧助力了价格涨幅。