【材料課件】第4章合成橡膠-在線瀏覽
2025-03-25 12:26本頁面
【正文】 膠的大宗產(chǎn)品，其產(chǎn)量已超過煙膠片、皺片膠產(chǎn)量的總和。 天然橡膠分類 （ 2） 特制天然橡膠 低粘度橡膠 采用某些特殊的方法將普通的天然橡膠制成具有特殊操作性能或物理化學(xué)性能的生膠。 在制備恒粘度橡膠時，再加入 4份非污染型環(huán)烷油。 易操作橡膠 在制膠時盡量除去膠中的蛋白質(zhì)和其他非橡膠組分，純度高，適于制造電絕緣產(chǎn)品和高級醫(yī)療制品。 難結(jié)晶天然橡膠 通過異構(gòu)化使結(jié)晶速度大大減慢，或加入脂肪酸酯類增塑劑，使分子鏈之間距離增大，作用力減弱， Tg降低。 天然橡膠與烯烴類單體聚合接枝產(chǎn)物，目前唯一產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品是天然橡膠與 PMMA接枝共聚物。 液體天然橡膠 …… （ 1） 天然橡膠的組成 主要成分：橡膠烴； 非橡膠成分 : 5~8%，如蛋白質(zhì)、丙酮抽出物、灰分、水分等。 C H 2C H 3CC H 2CHn()反式 反式 1,4聚異戊二烯也稱杜仲膠，分子鏈有序性（后面還要討論），易于結(jié)晶，通常溫度下為硬質(zhì)固體。 NR 具有較高的力學(xué)強(qiáng)度； ?NR 能在外力作用下拉伸結(jié)晶，具有自增強(qiáng)型； ?純 NR 硫化膠的拉伸強(qiáng)度可達(dá) 17~25 MPa，用炭黑增強(qiáng)可達(dá) 25~35 MPa； 天然橡膠的性能和應(yīng)用 NR 的加工性能好，容易進(jìn)行塑煉、混煉、壓延、壓出等； NR 具有良好的耐屈繞疲勞性能，滯后損失小，并具有良好的氣密性、防水性、電絕緣性和隔熱性； 缺點(diǎn)：耐油性、耐老化性（臭氧、熱氧）差； 丁苯橡膠 丁苯橡膠（ styrene butadiene rubber, SBR）：丁二烯和苯乙烯的共聚物，是最早工業(yè)化的合成橡膠； 2023年， SBR約占合成橡膠總產(chǎn)量的 ％，其中乳聚丁苯橡膠占 ％，溶聚丁苯橡膠占 ％。 （ 2）丁苯橡膠的結(jié)構(gòu)、性能 性能 ? SBR的分子結(jié)構(gòu)不規(guī)整，屬于不能結(jié)晶的非極性橡膠，側(cè)基的存在使大分子鏈柔性較差 —— SBR的生膠強(qiáng)度低，必須加炭黑等增強(qiáng)劑，才有實(shí)用價值； ? SBR不飽和度比 NR低，雙鍵的反應(yīng)活性也略低于NR—— SBR的耐熱性、耐老化性、耐磨性均優(yōu)于 NR； ? SBR的加工性能不如 NR，不容易塑煉，對炭黑的浸潤性差； （ 2）丁苯橡膠的結(jié)構(gòu)、性能 ?SBR 主要應(yīng)用于輪胎工業(yè)，也適合于膠管、膠帶、膠鞋以及其他橡膠制品。 （ 3）丁苯橡膠的應(yīng)用 01020304050607080輪胎工業(yè) 橡膠機(jī)械 其他用途亞太北美西歐 ?溶液聚合丁苯橡膠（ 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)行陰離子聚合來生產(chǎn) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自由度更大：可以實(shí)現(xiàn)對苯乙烯、丁二烯組分含 量、相對分子質(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 ?末端改性 SBR： 改善與碳黑的相容性，對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）， 2023年產(chǎn)量占到合成橡膠產(chǎn)量的 23％。 ? 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%。 （ 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。 ? 與炭黑的浸潤能力強(qiáng)； ? 吸水性低于 NR和 SBR，可用于制造絕緣電線。 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)窕阅懿睿谲嚫咚?、路面平滑、濕路面上使用時，輪胎易打滑； ? 加工性能和粘合性能較差，易脫輥。 ?1984年，德國 Nordsiek提出集成橡膠概念； ?同年，德國 N252。 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)：完全無規(guī)型（一步投料） 嵌段 無規(guī)型 （多步投料， PB（ SIB無規(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，會出現(xiàn)球狀、柱狀、層狀等結(jié)構(gòu)。 ?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 H3C 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。 （ 3）丁基橡膠的性能與應(yīng)用 ?以乙烯、丙烯為原料，采用釩或鈦的氯化物與烷基鋁催化劑共聚而成； ?乙丙橡膠的增長速度是合成橡膠里最快的； ?主要生產(chǎn)方法為懸浮法和溶液法。 C C H 2HC H 2 x yC H 3C H
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