【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 67。 丁 苯 橡 膠（SBR）SBR是產(chǎn)量最大的合成橡膠，占合成橡膠總量的55%，70%用于輪胎。按合成方法分為乳聚（1933年由德國(guó)的Farben公司生產(chǎn)）和溶聚（60年代投入工業(yè)化生產(chǎn)，發(fā)展較快）SBR兩大類。一．合成方法聚合單體：丁二烯（占2/3以上）、苯乙烯（少于1/3）1．乳液法：高溫乳液聚合：50℃低溫乳液聚合：5℃2．溶液法：60年代后投入工業(yè)化生產(chǎn)，該膠具有滾動(dòng)阻力低，抗?jié)窕院?、綜合性能高等特點(diǎn)，在輪胎行業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用。二．分類（按制法分）三．SBR的結(jié)構(gòu)乳聚SBR：順1，4—結(jié)構(gòu)含10%，反1，4—結(jié)構(gòu)70%，1，2—結(jié)構(gòu)20%溶聚SBR：順1，4—結(jié)構(gòu)比乳聚高，其它比乳聚低四．SBR的性能（一）性能1．物理常數(shù) 密度（g/cm3）d=~折光指數(shù) 2．SBR強(qiáng)度比NR差；~；但炭黑補(bǔ)強(qiáng)后硫化膠的拉伸強(qiáng)度高達(dá)17~28MPa。撕裂強(qiáng)度比NR低，大約為NR的一半。3．彈性、耐寒性比NR差。4．耐熱、耐老化、耐磨性比NR好（苯環(huán)弱吸電、體積大—分子內(nèi)摩擦大、雙鍵濃度低），硫化反應(yīng)速度慢。5．SBR耐屈撓疲勞性比NR差，但耐初始龜裂性好，耐裂口增長(zhǎng)性差。6．SBR粘著性比NR差。7．SBR的電性能和耐溶劑性 SBR電絕緣性能良好，耐溶劑性比NR好，但仍不耐非極性油類。8．抗?jié)窕詢?yōu)于NR、BR。（二）配合與加工配合：必要成分—硫化劑：硫黃用量比NR中少(雙鍵量少)促進(jìn)劑：促進(jìn)劑用量比NR中多(硫化速度慢)活化劑補(bǔ)強(qiáng)劑：主要是炭黑(非自補(bǔ)強(qiáng)性)增粘劑：本身粘性差，用烷基酚醛樹脂，古馬隆樹脂增粘一般成分—防老劑，軟化劑加工：塑煉性—一軟丁苯（門尼粘度在40~60之間）一般不需要塑煉； 混煉性——SBR對(duì)炭黑濕潤(rùn)性差，混煉生熱高，開煉機(jī)應(yīng)控溫在40~50℃之間且包冷輥。 密煉機(jī)混煉時(shí)間不宜過長(zhǎng)，溫度不能太高，排膠溫度應(yīng)低于130℃。 壓延、壓出性—壓延、壓出收縮率高，表面不光滑，并用部分NR可以改善。 成型性——格林強(qiáng)度低，自粘性差，可與NR并用或采用增粘劑改善。 硫化性——硫化速度慢，操作安全性好五．SBR的應(yīng)用SBR是一種耗量最大的通用橡膠，應(yīng)用廣泛，除要求耐油、耐熱、耐特種介質(zhì)等特殊情況外的一般場(chǎng)合均可使用。主要用于輪胎工業(yè)，另外還用于運(yùn)輸帶的覆蓋膠，輸水膠管，膠鞋大底，膠輥，防水橡膠制品，膠布制品、微孔海綿制品、防震制品等。167。 聚丁二烯橡膠 （BR）我國(guó)順丁橡膠的生產(chǎn)能力占合成橡膠總生產(chǎn)能力的45%，目前國(guó)內(nèi)有生產(chǎn)企業(yè)7家，分別是燕化、齊魯石化、高橋、錦州、大慶、岳陽(yáng)、獨(dú)山子，均采用國(guó)產(chǎn)技術(shù)。一．聚丁二烯橡膠的分類 按制備方法分類：二．聚丁二烯橡膠的結(jié)構(gòu)1．結(jié)構(gòu)式：有順式1,4結(jié)構(gòu)（97%），反式1,4結(jié)構(gòu)（1%）和1,2結(jié)構(gòu)（2%）。工業(yè)常用的聚丁二烯彈性體是上述幾種結(jié)構(gòu)的無規(guī)共聚物。2．聚丁二烯橡膠的玻璃化溫度Tg決定于分子中所含的乙烯基的量。順式：Tg=105℃，1，2結(jié)構(gòu)的Tg= 15℃，隨1,2結(jié)構(gòu)含量的增大，分子鏈柔性下降，Tg升高。Tg=91V106，如V=35%時(shí)，實(shí)測(cè)Tg=70℃，計(jì)算值為74℃。3．聚丁二烯橡膠中順、反1,4結(jié)構(gòu)，全同、間同1,2結(jié)構(gòu)都能結(jié)晶，結(jié)晶溫度低，如順式的結(jié)晶溫度為3℃，結(jié)晶最快的溫度為40℃；結(jié)晶能力比NR差，自補(bǔ)強(qiáng)性比NR低很多。順式含量越高，補(bǔ)強(qiáng)性越好；結(jié)晶對(duì)應(yīng)變的敏感性比NR低，而對(duì)溫度的敏感性較高。所以BR需要用炭黑進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。4．溶聚BR分子量分布窄，一般分布系數(shù)為2～4，支化和凝膠少，加工性能差。乳聚BR分子量分布寬，支化和凝膠也較多，加工性能好。三．聚丁二烯橡膠的性能1．彈性好，耐寒性好彈性和耐磨性在通用膠中是最好的，(Tg= 105℃)滯后損失小、動(dòng)態(tài)生熱低，在通用膠中是最好的，大部分用于輪胎行業(yè)。2．滯后損失和生熱低3．耐磨性和耐屈撓性優(yōu)異4．拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度低純膠硫化膠的拉伸強(qiáng)度低，只有1~2MPa，補(bǔ)強(qiáng)硫化膠的拉伸強(qiáng)度可達(dá)17~25MPa。5．抗?jié)窕圆?、耐刺穿及粘著性?．BR的冷流性大（生膠或未硫化膠在停放過程中因?yàn)樽陨碇亓慷a(chǎn)生流動(dòng)的現(xiàn)象）7．BR的老化性能NR好，主要以交聯(lián)為主。四．配合與加工1．配合：與NR、SBR大體相同，硫化速度介于SBR和NR之間，用硫黃硫化體系，用炭黑補(bǔ)強(qiáng)，加入10份白炭黑可以提高硫化膠的耐磨性和耐刺扎性。2．加工：（1）具有冷流性：分子量分布窄，凝膠少。對(duì)儲(chǔ)存和半成品存放不利。（2）包輥性差：玻璃化溫度低，包輥性差。（3）難塑煉，混煉時(shí)易打滑。（4）粘著性差。（5）壓延壓出時(shí)對(duì)溫度敏感，速度不宜過快，壓出時(shí)適應(yīng)溫度范圍較窄。（6）硫化時(shí)充模容易，不易過硫。五．應(yīng)用輪胎、耐磨制品如膠鞋、膠帶、膠輥、耐寒制品。在合成橡膠中產(chǎn)量及耗量?jī)H次于SBR。167。 乙 丙 橡 膠 （EPDM）一．乙丙橡膠的制造目前，世界上已有近20個(gè)公司生產(chǎn)的100多個(gè)牌號(hào)。國(guó)內(nèi)目前仍從日本、荷蘭、美國(guó)等公司進(jìn)口EPDM。二．乙丙膠的分類根據(jù)是否加入第三單體分為：二元乙丙橡膠（EPM）和三元乙丙橡膠（EPDM）EPDM根據(jù)第三單體的不同，分為：三．乙丙膠的結(jié)構(gòu) 1．飽和性及非極性EPM是完全飽和的橡膠，EPDM主鏈完全飽和，側(cè)基僅有1%~2%（mol）的不飽和第三單體， EPM具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性和較高的熱穩(wěn)定性。另外，乙丙橡膠不易被極化，不產(chǎn)生氫鍵，是非極性橡膠，耐極性介質(zhì)作用，而且電絕緣性能極佳。2．乙烯與丙烯組成比乙烯、丙烯的組成比影響共聚物的性能，一般丙烯的含量在30~40%（mol）時(shí)是較好的彈性體。3．第三單體的含量為使第三單體在乙丙膠中分布均勻，聚合時(shí)一般采取分批加入的方法。第三單體用量多時(shí)，不飽和度高，硫化速度快，與不飽和橡膠相容性好，可與不飽和橡膠并用，但是耐熱性和老化性下降。四．乙丙膠的性能1．比重小，是所有橡膠中比重最小的。2．耐老化性能優(yōu)異 ①優(yōu)秀的耐臭氧性能：乙丙橡膠被譽(yù)為：“無龜裂橡膠”，在通用橡膠中它的耐臭氧性能是最好的，其次為IIR、再其次是CR。 ②優(yōu)秀的耐熱老化性能：乙丙橡膠的耐老化性能在通用橡膠中是最好的，在130℃下可以長(zhǎng)期使用，在150℃或再高的溫度下可以間斷或短期使用。且EPM優(yōu)于EPDM。 ③優(yōu)秀的耐天候性：乙丙膠的耐天候（光、熱、風(fēng)、雨、臭氧、氧）性在所有的通用橡膠中是最好的，作屋面防水卷材使用壽命可以達(dá)到25年以上。3．優(yōu)異的電絕緣性能乙丙橡膠的耐絕緣性能是非常好的，與IIR相當(dāng)，且EPM優(yōu)于EPDM，可以作為電纜材料，特別是浸水之后電性能變化很小，特別適用于作電絕緣制品及水中作業(yè)的絕緣制品。4．優(yōu)秀的耐化學(xué)藥品性能由于乙丙橡膠本身的化學(xué)穩(wěn)定性和非極性，它與多數(shù)化學(xué)藥品不發(fā)生反應(yīng)，與極性物質(zhì)之間或者不相溶或者相溶性極小，如醇、酮、酸（乙酸、甲酸）、強(qiáng)堿、氧化劑（H2OHClO）、洗滌劑、磷酸酯類等。5．卓越的耐水、過熱水、水蒸汽性能水是強(qiáng)極性物質(zhì)，乙丙橡膠是一種高分子烷烴，具有疏水性，兩者之間不易產(chǎn)生物理、化學(xué)作用，所以具有杰出的耐水、耐過熱水、耐蒸汽性能。（EPM ＞IIR＞SBR＞NR＞CR） 五．配合與加工1．配合：①硫化體系：EPDM可以用硫黃硫化體系，硫黃用量1~2份，促進(jìn)劑宜選用活性較大的品種或不同的促進(jìn)劑并用，這樣既能保證硫化速度，又能防止噴霜現(xiàn)象。以國(guó)產(chǎn)EPDM（D）為例： EPDM100 硬脂酸1 氧化鋅5 HAF50②補(bǔ)強(qiáng)體系：由于乙丙橡膠是非結(jié)晶橡膠，所以要加入補(bǔ)強(qiáng)劑。③增塑體系：乙丙橡膠最常用的增塑劑是石油系增塑劑，包括環(huán)烷油、石蠟油及芳香油，其中環(huán)烷油與乙丙膠的相容性較好。④增粘劑：乙丙橡膠的自粘性及與其它材料的粘著性均不好，配合時(shí)可以在其中加入增粘劑如烷基酚醛樹脂、石油樹脂、萜烯樹脂、松香等。⑤防護(hù)體系：雖然乙丙橡膠的耐老化性能很好，但在較高溫長(zhǎng)期使用的情況下仍需加入防老劑，常用的是胺類。2．加工：乙丙橡膠的加工具有如下特點(diǎn)：乙丙橡膠不易包輥，不易吃炭黑，采用密煉分散效果較好，裝膠容量比正常高15%。為了提高粘合性能，可以采用提高粘合溫度、增加粘合壓力的方法六．應(yīng)用耐熱、耐老化、耐水制品——耐熱輸送帶、蒸汽膠管、防水卷材耐化學(xué)品腐蝕的密封制品、防腐襯里絕緣的電線、電纜包皮淺色的輪胎胎側(cè)167。 丁 基 橡 膠（IIR）IIR為異丁烯與少量異戊二烯（1～5％）的低溫共聚物（95~ 100℃），1943年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，為白色或暗灰色的透明彈性體。1960年實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)鹵化丁基橡膠，1971年開發(fā)了溴化丁基橡膠的連續(xù)化生產(chǎn)。主要用于輪胎工業(yè)作內(nèi)胎。國(guó)內(nèi)燕化從意大利引進(jìn)技術(shù)年產(chǎn)3萬噸IIR，于1999年投產(chǎn)。一．丁基橡膠的制造與分類丁基橡膠以異丁烯與異戊二烯為單體，以一鹵甲烷為溶劑，通過陽(yáng)離子聚合得到。通常按照異戊二烯的含量即不飽和度及是否鹵化來分類：氯化丁基橡膠（提高硫化速度及與不飽和橡膠的相容性，改善自粘性和互粘性）二．丁基橡膠的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)式：分子主鏈周圍有密集的側(cè)甲基，且有不飽和雙鍵位于主鏈上，對(duì)穩(wěn)定性影響較大。引入的異戊二烯便于交聯(lián)，其數(shù)量相當(dāng)于主鏈上每100個(gè)碳原子才有一個(gè)雙鍵（單個(gè)存在），可以近似地看作飽和橡膠。但因雙鍵的位置與EPDM中雙鍵的位置不同，對(duì)性能的影響較大。聚集態(tài)：丁基橡膠是能結(jié)晶的自補(bǔ)強(qiáng)橡膠，低溫下不結(jié)晶，高拉伸下才結(jié)晶，Tm=45℃，Tg=65℃。未補(bǔ)強(qiáng)橡膠的強(qiáng)度可以達(dá)到14~21MPa，為了提高耐磨及抗撕裂性能，仍需補(bǔ)強(qiáng)。三．丁基橡膠的性能1．與乙丙膠類似的性能：優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐水性、高絕緣性、耐酸堿、耐腐蝕。2．氣密性非常好：所有橡膠中最好的。（用作內(nèi)胎）3．彈性低、阻尼性能優(yōu)越：彈性在通用橡膠中是最低的，室溫沖擊彈性只有8~11%。它在很寬的溫度和頻率范圍內(nèi)可以保持tand≥。良好的減震性能特別適用于緩沖性能要求高的發(fā)動(dòng)機(jī)座和減震器。4．拉伸強(qiáng)度較高為結(jié)晶自補(bǔ)強(qiáng)橡膠，未填充硫化膠的拉伸強(qiáng)度為14~21MPa。5．耐熱性、耐侯性好6．自粘性和互粘性差結(jié)構(gòu)中無極性基團(tuán)或活性基團(tuán)。四．丁基橡膠的配合與加工丁基橡膠與乙丙橡膠一樣，具有比不飽和橡膠難以硫化、難以粘接、配合劑溶解度低、包輥性不好等特點(diǎn)。但它又具有不能用過氧化物硫化、一般炭黑對(duì)它的補(bǔ)強(qiáng)性差、與一般二烯類橡膠的相容性差、對(duì)設(shè)備的清潔度要求高等特點(diǎn)。1．配合硫化—可以用較強(qiáng)的硫黃促進(jìn)劑體系、樹脂、醌肟在較高的溫度下進(jìn)行，硫黃用量要少，促進(jìn)劑選用秋蘭姆和二硫代氨基甲酸鹽為主促進(jìn)劑、噻唑類或胍類為第二促進(jìn)劑。樹脂硫化的硫化膠的耐熱性好。用過氧化物硫化會(huì)引起斷鏈。補(bǔ)強(qiáng)—最常用的是炭黑，但效果不如不飽和橡膠好，結(jié)合橡膠只有5%~8%。一般使用槽黑。增塑—不宜用高芳烴油，而宜用石蠟或石蠟油5~10份，或適量環(huán)烷油。2．加工煉膠—不易塑煉，可以加入塑解劑使其斷鏈。混煉時(shí)用密煉效果好。密煉容量比NR、SBR的標(biāo)準(zhǔn)容量多10~20%?；鞜捚鹗紲囟?0℃，排膠溫度高于125℃，一般155~160℃為宜。壓延壓出—比天然橡膠困難得多，做內(nèi)胎時(shí)壓出前要濾膠后再加硫黃，防止引起焦燒。成型硫化—自粘性及與其它橡膠的互粘性差，要在配方中加入增粘劑，工藝上注意粘合面防污，可以采用鹵化丁基橡膠作增粘層，提高粘合部位的壓力及溫度。丁基橡膠需長(zhǎng)時(shí)間高溫硫化方可達(dá)到最佳硫化狀態(tài)。五．鹵化丁基橡膠為了提高