合成橡膠性能及使用工況大全(編輯修改稿)
2025-05-30 05:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 液聚合丁苯橡膠（ SSBR）： 采用烷基鋰催化劑將苯乙烯和丁二烯單體在烴溶劑中進(jìn)行陰離子聚合來(lái)生產(chǎn) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自由度更大：可以實(shí)現(xiàn)對(duì)苯乙烯、丁二烯組分含 量、相對(duì)分子質(zhì)量分布和支化結(jié)構(gòu)的控制 （ 4）丁苯橡膠的發(fā)展趨勢(shì) ?末端改性 SBR： 改善與碳黑的相容性，對(duì)輪胎的省燃油性能和抗?jié)窕阅苓M(jìn)行平衡 聚丁二烯橡膠（ butadiene rubber, BR）， 2022年產(chǎn)量占到合成橡膠產(chǎn)量的 23％ 。 聚合方法：乳液聚合、 溶液聚合 ( 1,2加成、順式 1,4加成、反式 1,4加成） （ 1）聚丁二烯橡膠的制備和品種 聚丁二烯橡膠 C H2 C C H 2CH H x乳液聚合 BR 溶液聚合 超高順式 BR（ 98%） 反式 BR（反式 95%、 室溫為非橡膠態(tài)） 低順式 BR（順式 35~40%， Li催化劑） 高順式 BR（順式 96~98%， Ni、 Co催化劑） 聚丁二烯 橡膠 高、中乙烯基 BR（ 70%、 35~55%） 本體聚合：丁鈉橡膠（已淘汰） ? 1,2鍵合（全同、間同、無(wú)規(guī)）、 1,4鍵合（順式、反式）的含量和分布是通過(guò)選擇不同的 催化體系 加以控制的。 ? 如鎳系高順式 BR（也稱 順丁橡膠 ）中 1,4順式結(jié)構(gòu) 97%， 1,4反式結(jié)構(gòu) 1%， 1,2結(jié)構(gòu) 2%。 ? BR的 Tg 主要取決于分子中乙烯基的含量：含量為 10%， Tg為 95oC，含量為 95%， Tg 為 15oC，兩者幾乎成線性關(guān)系；隨著乙烯基含量增大， BR耐磨性、彈性、耐寒性變差；乙烯基含量為35~55%時(shí) 具有最好的綜合性能； ? 順丁橡膠 分子結(jié)構(gòu)比較規(guī)整，主鏈上無(wú)取代基，分子間作用力小，分子中有大量容易發(fā)生內(nèi)旋轉(zhuǎn)的 CC鍵，分子鏈非常柔順。 （ 2）聚丁二烯橡膠的結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用 聚丁二烯橡膠 C H 2 C C H 2CH H x? 優(yōu)異的彈性和耐低溫性能：順丁橡膠是通用橡膠中 彈性和耐寒性最好的 。 ? 優(yōu)異的 耐磨性能 ：與路面的摩擦系數(shù)小，耐磨性能優(yōu)于BR和 SBR，特別適于輪胎、鞋底、鞋后跟的制備。 ? 與炭黑的浸潤(rùn)能力強(qiáng)； ? 吸水性低于 NR和 SBR，可用于制造絕緣電線。 ? 模腔內(nèi)流動(dòng)性好，制造中缺膠現(xiàn)象少。 與 NR、 SBR相比，順丁橡膠具有如下的優(yōu)點(diǎn)： 順丁橡膠 順丁橡膠 ? 拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度低，不耐刺扎和切割； ? 抗?jié)窕阅懿?，在車高速、路面平滑、濕路面上使用時(shí)，輪胎易打滑； ? 加工性能和粘合性能較差，易脫輥。 順丁橡膠的缺點(diǎn)也很突出： 順丁橡膠一般 很少單獨(dú)使用 ，都是與其他橡膠并用。 ? 1984年，德國(guó) Nordsiek提出集成橡膠概念； ? 同年，德國(guó) N252。ls公司采用 St、異戊二烯（ Ip）、丁二烯（ Bd）作為單體合成出了集成橡膠（ SIBR）； ? 1990年，美國(guó) Goodyear橡膠輪胎公司將 SIBR產(chǎn)業(yè)化。 集成橡膠 集成橡膠 （ 1）集成橡膠的結(jié)構(gòu) ? 共聚一般組成： St含量 0~40%，異戊二烯 Ip含量15~45%， Bd含量 40~70%； ? 序列結(jié)構(gòu)：完全無(wú)規(guī)型（一步投料） 嵌段 無(wú)規(guī)型 （多步投料， PB（ SIB無(wú)規(guī)共聚）、 PI（ SB共聚） ? 分子鏈結(jié)構(gòu)：線性結(jié)構(gòu)（偶聯(lián)劑用量較少） 星形結(jié)構(gòu)（偶聯(lián)劑用量較大） ? 微觀相態(tài)：集成橡膠的鏈段結(jié)構(gòu)不同，各鏈段間彼此相容性不好，會(huì)出現(xiàn)球狀、柱狀、層狀等結(jié)構(gòu)。 集成橡膠 （ 2）集成橡膠的性能 ? 優(yōu)異 低溫性能 —— 丁二烯或異戊二烯均聚段； 優(yōu)異的 耐濕滑性能 —— SIB或 SB共聚段，乙烯基、烯丙基、苯側(cè)基有利于提高聚合物的抓著能力； 低滾動(dòng)阻力 —— 分子鏈的偶聯(lián)，偶聯(lián)反應(yīng)減少了分子鏈的末端數(shù)目； ?集成橡膠綜合了 各種橡膠的優(yōu)點(diǎn) 而彌補(bǔ)了各種橡膠的缺點(diǎn)，同時(shí)滿足了輪胎胎面膠的低溫性能、抗?jié)窕阅?、安全性能的要求，這是各種通用橡膠無(wú)法比擬的； ? 集成橡膠不僅具有優(yōu)異的 動(dòng)態(tài)力學(xué)性能 ，還具有胎面膠所需的力學(xué)性能。 ?丁基橡膠（ isobutylene and isoprene rubber, IIR）：異丁烯和少量異戊二烯（ ~3%）的共聚物； ?1943年，實(shí)現(xiàn)通用丁基橡膠的工業(yè)化（陽(yáng)離子聚合）； ?1960、 1971年先后實(shí)現(xiàn)氯化 IIR和溴化 IIR的工業(yè)化 丁基橡膠 （ 1）丁基橡膠的制備和品種 丁基橡膠 C H 3C C H 2 C H 2 C C H 2C Hx yC H 3C H 3 C H 3C C H 2C H 3（ 2）丁基橡膠的結(jié)構(gòu) 主鏈上含有極少量的 異戊二烯 ，雙鍵含量少，不飽和度極低； 主鏈周圍含有數(shù)目多而密集的側(cè)甲基； IIR的分子排列比較規(guī)整，出現(xiàn)部分結(jié)晶， Tm 為 45℃ ； IIR是一種非極性的結(jié)晶橡膠。 ? 丁基橡膠 最獨(dú)特的性能是氣密性非常好 ，氣密性是 SBR的 1/8， NR的 1/20， BR的 1/30，特別適合制作氣密性產(chǎn)品，如內(nèi)胎、球膽、瓶塞等； ? IIR與乙丙橡膠同屬非極性飽和橡膠，具有很好的耐熱性、 耐老化性 、化學(xué)穩(wěn)定性和絕緣性； ? IIR的 水滲透率極低 ，耐水性優(yōu)良，在常溫下的吸水速率比其他橡膠低 10~15倍； ? 丁基橡膠 硫化速度慢 ，需要高溫或長(zhǎng)時(shí)間硫化； ? IIR與其他橡膠的相容性較差， 不宜并用 ，僅能與乙丙橡膠、聚乙烯并用。 （ 3）丁
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