还剩57页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
以上多种橡胶,NR的用量最大,另一方面是SBR、BR、EPDM、IIR、CR、NBR,近年来,NR的用量占所有橡胶用量的130%〜40%,SBR占合成橡胶的40%〜50%天然橡胶§
1.2天然橡胶是从天然植物中采集来H勺一种弹性材料,在自然界中含橡胶成分日勺植物不下两千种,如高大的I乔木、灌木、草本植物和爬藤植物等,我们常见的橡胶树、橡胶草、蒲公英等都具有橡胶成分一.天然橡胶植物与采集含天然橡胶的植物诸多,但具有采集价值日勺不多,天然橡胶日勺重要来源有如下几种橡胶植物
1.巴西橡胶树1橡胶草2银色橡胶菊3杜仲树4天然橡胶的采集
2.胶乳存在于橡胶树皮日勺乳管中,每日清晨在离地50cm的树干上按一定的倾斜角度割破树皮断其乳管,乳白色的胶乳就会流到割口下盛胶乳的杯子中割胶制度为当割线长为树粗的1/3〜1/2时隔日割,而全周则须隔三天再割一次总之应本着这样的原则不致使树木受损害,又要保持高的胶乳产量天然橡胶的分类与分级分类:
1.「一般品种风干胶、药片胶、烟片胶、颗粒胶_I特制品种充油橡胶、轮胎橡胶、胶清橡胶、易操作橡胶、.三叶橡胶粉末橡胶、纯化胶、恒粘橡胶、低粘橡胶JNR I改性类氧化胶、环氧化胶、卤化胶、氢卤化胶、液体胶、热塑性胶野生橡胶古塔波胶、马来树胶、杜仲胶、巴拉塔胶的分级
2.NR目前NR日勺分级有两种,一种是按照外观质量分级,如烟片胶、绐片胶另一种是按照理化指标分级,如颗粒胶,后者比较科学,也是目前国际原则的橡胶分级措施按外观质量分级:1产烟片胶原则将烟片胶分为一级烟片、二级烟片、三级烟片、四级烟片和五级烟片五个等级,质量依此递减产绐片胶原则按GB8090—87国产绐片胶分为六个等级,它们是特一级白绐片胶、一级白绐片胶、特一级浅色绐片胶、一级浅色经片、二级浅色名片、三级浅色绐片等根据理化指标分级2这是原则胶的分级措施,是指按机械杂质、塑性保持率、塑性初值、氮含量、挥发分含量、灰分含量、颜色指数等理化性能指标进行分级的橡胶一般用聚乙烯薄膜包装其中塑性保持率又称抗氧指数PRI,是指生胶在140℃X30min加热前后,华莱氏可塑度日勺比值PRI=P/POxlOO%,PRI值越高,表明生胶抗热氧老化性能越好ISO2023将原则胶分为五个等级,并有鲜明H勺标识SMR5L(绿带)、SMR5(绿带)、SMR10(褐带)、SMR20(红带)、SMR50(黄带),质量依此减少国产原则胶H勺规格按GB8081—87分为CSR5号、CSR10号、CSR20号、CSR50号共四个等级,分别与ISO2023中的JSMR
5、SMR
10、SMR
20、SMR50相对应三.天然橡胶的制造工艺及特点原材料从橡胶树上割下来的新鲜胶乳,尚有杂胶,包括胶杯凝胶、自凝胶块、胶线、皮屑胶、泥、浮渣胶,此外尚有烟片碎胶烟片胶
1.35%胶乳一过滤去杂质一加水稀释至15〜20%-消泡澄清滤渣一加1%甲酸凝固(或乙酸)一除水一压3〜
3.5mm薄片一薰烟干燥(70C,7〜8天,防止霉变)一检查分级包装结片胶
2.
①白色绍片35%胶乳一过滤除杂质f加水稀释至18〜20%-消泡一加NaHSO3漂白防腐一加酸凝固一轧炼水洗去水溶物一压成1〜2mm片一热空气干燥(35℃,10天)一检查分级包装
②褐色结片胶线、胶团、胶泥一浸泡洗涤一压绐一热空气干燥一检查分级包装颗粒橡胶
3.机械法胶乳一过滤一稀释一澄清滤渣一加酸凝固一脱水一压片一压条一机械造粒一干燥一压紧包装的构成及橡胶煌的构造Ui.NR化学法胶乳一加絮凝剂(Ab(SO4)3)一离心分离一干燥一压紧打包天然橡胶的构成
1.)的构成:1NR”橡胶烧92〜95%“蛋白质2〜3%丙酮抽出物
1.5〜
4.5%非橡胶成分7%少量灰分
0.2〜
0.5%水分
0.3-
1.0%2)非橡胶成分对橡胶性能的影响蛋白质NR中的含氮化合物都属于蛋白质(a)蛋白质有防止老化作用;(b)分解放出氨基酸增进橡胶硫化;(c)使橡胶轻易吸取水分,易发霉;(d)蛋白质日勺吸水性使制品的绝缘性减少丙酮抽出物指橡胶中能溶于丙酮H勺物质,重要是某些高级脂肪酸和固醇类物质高级脂肪酸软化剂、硫化活化剂(增进硫化)留醇防老剂磷脂分解放出游离的胆碱,增进硫化少许的胡萝卜素物理防老剂(紫外线屏蔽剂)灰分是某些无机盐类物质,重要成分是Ca、Mg、K、Na、Cu、Mn等其中K、Na、Ca、Mg影响橡胶的电性能;Cu、Mn等变价金属含量多加速橡胶的老化(程度V)3ppmo水分对橡胶日勺性能影响不大,若含量高,也许会使制品产生气泡)橡胶煌的构造:3CH3一次构造构造单元—CH2—C=C-CH「顺式含量97%NR顺式(1,4)构造97%以上,3,4构造约2%,100%头尾连接杜仲胶为反式1,4构造,与NR相比,虽化学构成相似,但性能各异二次构造分子量3万〜3000万;分子量分布指数
2.8-10;平均分子量靠近30万伴随分子量增大,支化程度增长,分布变宽低分子量部分对加工有利,高分子量部分对性能有利三次构造(结晶性)在室温下为无定形体,10℃如下开始结晶,无定形与结晶共存,—25℃结晶最快拉伸条件下结晶、无定形与取向构造共存,属于自补强橡胶自补强性在不加补强剂日勺条件下,橡胶能结晶或在拉伸过程中取向结晶,晶粒分布于无定形的橡胶中起物理交联点的I作用,使自身的强度提高的性质如拉伸650%时,结晶度可以到达35%五.天然橡胶的性质物理性质
1.)物理常数1密度d2(yc=
0.913g/cm3;折光指数(折射率)2oc=L52)的耐寒性好,耐热性不是很好2NRNR0JT=-73℃,在-50C仍具有很好时弹性gNR无一定熔点,加热后慢慢软化,生胶在130℃〜140℃时开始软化,200℃开始分解(变色,270℃剧烈分解其长期使用温度为90℃,短期最高使用温度为粘流温度T=130℃f o有良好的弹性3NRNR U勺弹性和回弹性在通用橡胶中仅次于BRo弹性elasticity表达橡胶弹性变形能力的大小,受配方、硫化条件日勺影响,决定于交联密度橡胶时弹性一般用回弹性resilience表达,指橡胶受到冲击后,可以从变形状态迅速恢复原状的能力受橡胶内耗的影响,内耗越大,回弹越小NR有良好回弹性的原因
①NR大分子自身有较高的柔性一键易旋转
②NR分子链侧基少且体积小,对键的影响小
③NR为非极性物质,大分子间作用力小机械性能4机械强度高,属于自补强橡胶格林强度未硫化橡胶的拉伸强度格林强度对于橡胶日勺成型加工是必要日勺如轮胎胎面胶在成型时要受到较大的冲击,假如强度不够,轻易拉断NR H勺格林强度
1.4~
2.5MPa纯胶硫化胶拉伸强度17〜28MPa扯破强度98kN/m炭黑补强硫化胶拉伸出强度25〜35MPa多种橡胶的机械强度比较NRIRCRIIRNBRSBRBR耐屈挠疲劳性好一般在20万次以上)耐磨性好5耐磨性与橡胶的强度有关由于橡胶的强度高,因此耐磨性好)绝缘性好6NR是一种绝缘性很好日勺材料,如电线接头外包的绝缘胶布就是纱布浸NR胶糊或压延而成NR体积电阻为lO^lO^Q-cm(绝缘体体积电阻1010-102°Q-cm))气密性7气密性中下等)自粘性和互粘性好8)耐化学介质性9NR具有良好欧|耐化学药物性及一般溶剂作用,耐稀酸酸、稀碱、不耐浓酸、油、耐水性差NR作为非极性聚合物,溶于苯、汽油、石油系油类,不溶于极性油类化学性质
2.)链烯煌的一般特点1(C)CH3ICH-C=CH—CH2-一2NRH勺构造式(功(a)NR日勺分子链中双键旁有三个位置a、b、c,试验证明,这三个位置上的一H的解离能不一样,活性也不一样,与伯氢c相比,a、b是仲氢,脱氢轻易,因此反应活性大而a与b相比,由于脱氢后形成的大分子自由基稳定(与侧甲基的I超共扼作用)因此活性更大反应活性abc
①NR中有双键,可以与自由基、氧、过氧化物、紫外光及自由基克制剂反应
②NR中有甲基(供电基),使双键H勺电子云密度增长,a-H H勺活性大,使NR更易反应(易老化、硫化速度快)2)化学反应性(运用此对NR进行改性)
①与硫黄反应进行硫化交联
②与C12反应,制备氯化天然橡胶
③与HC1反应,产物为白色粉末,重要用作粘合剂
④NR胶乳与过氧乙酸反应,得环氧化天然橡胶环氧化程度可达
10、
25、
50、75%(摩尔),ENR—50的气密性靠近IIR,耐油性靠近中等丙烯睛含量的NBR,强度与NR相称,粘着性也很好
⑤环化NR胶乳用硫酸环化后,可以使不饱和度下降,密度增长,软化点提高,用来制作鞋底、坚硬的模制品、机械衬里
⑥与MMA接枝目前有MG—49和MG—30两种,接枝MMA的NR定伸应力和拉伸强度都很高,抗冲击性和耐曲挠龟裂、动态疲劳性、粘着性很好重要用来制造规定具有良好抗冲击性能的坚硬制品、无内胎轮胎中不透气的I内贴层、纤维与橡胶日勺强力粘合剂等六.的配合与加工NR的配合
1.NR硫化体系NR一般用硫黄硫化体系,增进剂用睡噪类、次磺酰胺类、秋兰姆类等,活化剂有氧化锌、硬脂酸补强填充体系最常用的是炭黑,另一方面是白炭黑及非补强性填充剂碳酸钙、陶土、滑石粉防护体系对苯二胺类最佳,如
4010、
4020、4010NA等增塑体系以松焦油、三线油最为常用另一方面是松香、古马隆及石蜡配方举例:(以胎面胶为例)NR100(生胶)
2.5(硫化剂)CZ
0.5(增进剂)NOBS
0.5(增进剂)ZnO
6.0(活化剂)SA
2.5(活化剂)HAF20(补强剂)ISAF30(补强剂)AW
0.5(防老剂)401ON A
1.5(防老剂)松焦油:
5.0(增塑剂)石蜡:
1.0(增塑剂)的加工
2.NR塑炼性好比合成橡胶易塑炼,易过炼分子量高,1#烟片胶的威氏可塑度不到
0.1,门尼粘度在95〜120之间混炼性好比合成橡胶易混炼,易包热辐、易吃粉、易分散压出性好压出速度快、质量好、表面光滑压延型好收缩率低,热塑性大成型性好NR的自粘性高,格林强度高硫化特性好硫化速度快,但要防止过硫最合适的温度143℃,不能超过160℃因此NR是综合加工性能最佳的橡胶的应用
3.NRNR的应用最广其中轮胎68%;工业制品
13.5%;胶鞋
5.5%;胶乳
9.5%;粘合剂1%;其他
2.5%异戊橡胶
4.又称合成天然橡胶,1954年实现工业化生产,构造单元与天然橡胶同样,适于作浅色橡胶制品,与NR有如下不一样1顺式含量低于NR,结晶能力比NR差,分子量分布较NR窄,不含非橡胶成分,加工和力学性能较NR差2格林强度低,生胶有冷流倾向,硫化速度慢3IR的耐老化性能较NR差4压延、压出性、粘和性能与NR相称反式聚异戊二烯橡胶
5.TPI天然日勺TPI有杜仲胶、巴拉塔胶、古塔波胶,人工合成高反式TPI也已实现国外已经工业化生产,不过催化效率抵,价格昂贵TPI与NR不一样,为反式1,4一构造,其性能也与NR有明显的不一样,体现如下
1.60℃如下迅速结晶,具有高硬度和高拉伸强度,常温下象塑料那样硬,结晶度在25%〜45%之间随温度升高,结晶度下降,硬度和拉伸强度急剧下降
2.温度高于60C,TPI能软化,具有弹性,体现出橡胶的特性,可以硫化应用此特性可以用作形状记忆材料
3.TPI无生理毒性,可作为医用夹板,可以用酒精直接消毒
4.硫化过程体现出明显的三阶段特性1未硫化阶段结晶,属于经典的热塑性材料,强度、硬度高,冲击韧性极好,软化点低(60℃),可在热水中或热吹风中软化,可以直接在身体上模型固化,也可以捏塑成型,随体性好,轻便、卫生,可以反复使用,可以替代石膏作固定夹板、绷带、矫形器件、假肢等2低中度交联阶段交联点间链段仍能结晶,体现为结晶型网络构造高分子,可以作形状记忆功能材料(室温下具有热塑性、受热后具有热弹性)3交联度到达临界点体现为经典的I弹性体特性,耐疲劳性能优秀,滚动阻力小,生热低,是发展高速节能轮胎日勺一种理想材料
5.塑炼和混炼温度不能低于60C,半成品挺性好,易喷霜加热,外力变形一热变形态一》冷却\硫化TPI固定在变形态TPI定型加热,恢复原形—变形部位待用一取消外力/合成橡胶在8种合成橡胶中所有由我国自行研究开发的胶种有BR、SSBR、SBS和CR;所有引进国外技术的胶种是EPDM(丁苯橡胶)§
1.3SBRSBR是产量最大的I合成橡胶,占合成橡胶总量日勺55%,70%用于轮胎按合成措施分为乳聚(1933年由德国的IFarben企业生产)和溶聚(60年代投入工业化生产,发展较快)SBR两大类合成措施聚合单体丁二烯(占2/3以上)、苯乙烯(少于1/3)
1.乳液法高温乳液聚合50℃低温乳液聚合5℃
2.溶液法60年代后投入工业化生产,该胶具有滚动阻力低,抗湿滑性好、综合性能高等特点,在轮胎行业中获得广泛应用分类(按制法分)‘1000系歹U非炭黑填充SBR1100系列充炭黑SBR1300系列充油充炭黑SBR.2000系列SBR胶乳1500系列非炭黑填充SBR1600系列充炭黑SBR充油,乳聚SBR I低温乳聚1700系列SBR1800系列[21()()系列I•特殊充油充炭黑SBRSBR胶孚L品种液体SBR、竣基SBR、高苯乙烯5BR、粉末SBR、热塑f生SBR等高温乳聚(120()系列充油SBR醇烯溶聚SBRI溶聚SBR高反式1,4-SBR锂系溶聚SBR无规共聚、嵌段共聚SBR锡偶联溶聚SBR三.的构造SBR(—CH CH=CH-结构式L CH淑CH厂厂fH*r6CHJ乳聚SBR顺1,4—构造含10%,反1,4—构造70%,1,2—构造20%U!.SBR的性能溶聚SBR顺1,4—构造比乳聚高,其他比乳聚低(-)性能
1.物理常数密度(g/cn)d=
0.92〜
0.94折光指数
1.53强度比差
2.SBR NR生胶格林强度约为
0.5MPa;纯胶硫化胶的强度为
1.4〜
3.0MPa;但炭黑补强后硫化胶的拉伸强度高达17〜28MPa扯破强度比NR低,大概为NR的二分之一弹性、耐寒性比差
3.NR
4.耐热、耐老化、耐磨性比NR好(苯环弱吸电、体积大一分子内摩擦大、双键浓度低),硫化反应速度慢耐屈挠疲劳性比差,但耐初始龟裂性好,耐裂口增长性差
5.SBR NR粘着性比差
6.SBR NR的电性能和耐溶剂性
7.SBR JSBR电绝缘性能良好,耐溶剂性比NR好,但仍不耐非极性油类抗湿滑性优于、
8.NR BRo
(二)配合与加工配合必要成分一硫化剂硫黄用量比NR中少(双键量少)增进剂增进剂用量比NR中多(硫化速度慢)活化剂补强剂重要是炭黑(非自补强性)增粘剂自身粘性差,用烷基酚醛树脂,古马隆树脂增粘一般成分一防老剂,软化剂加工塑炼性一一软丁苯(门尼粘度在40〜60之间)一般不需要塑炼;混炼性一一SBR对炭黑湿润性差,混炼生热高,开炼机应控温在40〜50℃之间且包冷辐密炼机混炼时间不适宜过长,温度不能太高,排胶温度应低于130℃压延、压出性一压延、压出收缩率高,表面不光滑,并用部分NR可以改善成型性一一格林强度低,自粘性差,可与NR并用或采用增粘剂改善硫化性一一硫化速度慢,操作安全性好五.的应用SBRSBR是一种耗量最大时通用橡胶,应用广泛,除规定耐油、耐热、耐特种介质等特殊状况外的一般场所均可使用重要用于轮胎工业,此外还用于运送带的覆盖胶,输水胶管,胶鞋大底,胶辐,防水橡胶制品,胶布制品、微孔海绵制品、防震制品等聚丁二烯橡胶()§
1.4BR我国顺丁橡胶的生产能力占合成橡胶总生产能力的45%,目前国内有生产企业7家,分别是燕化、齐鲁石化、高桥、锦州、大庆、岳阳、独山子,均采用国产技术聚丁二烯橡胶的分类按制备措施分类〃超高顺式聚丁二烯橡胶(顺式98%以上)高顺式聚丁二烯橡胶(顺式96〜98%,Ni、Co、稀土催化剂)低顺式聚丁二烯橡胶(顺式35〜40%,Li催化剂)低乙烯基聚丁二烯橡胶(乙烯基8%,顺式91%)浴果中乙烯基聚丁二烯橡胶(乙烯基35〜55%)高乙烯基聚丁二烯橡胶(乙烯基70%以上)一低反式聚丁二烯橡胶(反式9%,顺式91%)聚丁二烯橡胶、〔反式聚丁二烯橡胶(反式95%以上,室温为橡胶态)乳聚乳聚聚丁二烯橡胶本体聚合丁钠橡胶(已淘汰)二.聚丁二烯橡胶的构造—CH2—CH=CH CH2^CH—CH2构造式:
1.有顺式1,4-构造(97%),反式1,4-构造(1%)和1,2-构造(2%)o工业常用欧I聚丁二烯弹性体是上述几种构造日勺无规共聚物
2.聚丁二烯橡胶的J玻璃化温度Tg决定于分子中所含的乙烯基H勺量顺式T-105℃,1,2构g造日勺Tg=-15C,随1,2・构造含量日勺增大,分子链柔性下降,Tg升高T=91V-106,如V=35%g时,实测Tg=70℃,计算值为74℃
3.聚丁二烯橡胶中顺、反1,4-构造,全同、间同1,2-构造都能结晶,结晶温度低,如顺式日勺结晶温度为3℃,结晶最快的J温度为-40℃;结晶能力比NR差,自补强性比NR低诸多顺式含量越高,补强性越好;结晶对应变H勺敏感性比NR低,而对温度H勺敏感性较高因此BR需要用炭黑进行补强
4.溶聚BR分子量分布窄,一般分布系数为2〜4,支化和凝胶少,加工性能差三.聚丁二烯橡胶的性能
1.弹性好,耐寒性好乳聚BR分子量分布宽,支化和凝胶也较多,加工性能好弹性和耐磨性在通用胶中是最佳日勺,T=-105℃g滞后损失小、动态生热低,在通用胶中是最佳的I,大部分用于轮胎行业
2.滞后损失和生热低
3.耐磨性和耐屈挠性优秀拉伸强度和扯破强度低
4.纯胶硫化胶的拉伸强度低,只有1〜2MPa,补强硫化胶日勺拉伸强度可达17〜25MPa抗湿滑性差、耐刺穿及粘着性差
5.的冷流性大生胶或未硫化胶在停放过程中由于自身重量而产生流动的现象
6.BRU!.配合与加工的老化性能好,重要以交联为主
7.BR NR
1.配合与NR、SBR大体相似,硫化速度介于SBR和NR之间,用硫黄硫化体系,用炭黑补强,加入10份白炭黑可以提高硫化胶的I耐磨性和耐刺扎性加工:
2.1具有冷流性分子量分布窄,凝胶少对储存和半成品寄存不利2包辐性差玻璃化温度低,包辐性差3难塑炼,混炼时易打滑4粘着性差5压延压出时对温度敏感,速度不适宜过快,压出时适应温度范围较窄6硫化时充模轻易,不易过硫五.应用轮胎、耐磨制品如胶鞋、胶带、胶辐、耐寒制品在合成橡胶中产量及耗量仅次于SBR乙丙橡胶§
1.5EPDM乙丙橡胶的制造目前,世界上已经有近20个企业生产时100多种牌号国内目前仍从日本、荷兰、美国等企业进口EPDMo乙丙胶的分类根据与否加入第三单体分为二元乙丙橡胶EPM和三元乙丙橡胶EPDMEPDM根据第三单体的不一样,分为D型——双环戊二烯广亍口CH—CH2E型——亚乙基降冰片烯H型一1,4■己二烯CH2=CH—CH—CFH-CH3三.乙丙胶的构造饱和性及非极性
1.EPM是完全饱和日勺橡胶,EPDM主链完全饱和,侧基仅有1%〜2%mol时不饱和第三单体,EPM具有极高的J化学稳定性和较高的热稳定性此外,乙丙橡胶不易被极化,不产生氢键,是非极性橡胶,耐极性介质作用,并且电绝缘性能极佳乙烯与丙烯构成比
2.乙烯、丙烯的构成比影响共聚物的性能,一般丙烯的含量在30〜40%mol时是很好的弹性体第三单体的含量
3.为使第三单体在乙丙胶中分布均匀,聚合时一般采用分批加入日勺措施第三单体用量多时,不饱和度高,硫化速度快,与不饱和橡胶相容性好,可与不饱和橡胶并用,不过耐热性和老化性下降四.乙丙胶的性能比重小
1.比重为
0.86,是所有橡胶中比重最小的I耐老化性能优秀
2.
①优秀的耐臭氧性能乙丙橡胶被誉为“无龟裂橡胶”,在通用橡胶中它的耐臭氧性能是最佳的,另一方面为nR、再另一方面是CR
②优秀的耐热老化性能乙丙橡胶的耐老化性能在通用橡胶中是最佳日勺,在130c下可以长期使用,在150℃或再高的温度下可以间断或短期使用且EPM优于EPDMo
③优秀的耐天候性乙丙胶H勺耐天候(光、热、风、雨、臭氧、氧)性在所有日勺通用橡胶中是最佳H勺,作屋面防水卷材使用寿命可以到达25年以上优秀的电绝缘性能
3.乙丙橡胶的耐绝缘性能是非常好日勺,与IIR相称,且EPM优于EPDM,可以作为电缆材料,尤其是浸水之后电性能变化很小,尤其合用于作电绝缘制品及水中作业日勺绝缘制品优秀的耐化学药物性能
4.由于乙丙橡胶自身的I化学稳定性和非极性,它与多数化学药物不发生反应,与极性物质之间或者不相溶或者相溶性极小,如醇、酮、酸(乙酸、甲酸)、强碱、氧化剂(H2O
2、HC1O)、洗涤剂、磷酸酯类等卓越的耐水、过热水、水蒸汽性能
5.水是强极性物质,乙丙橡胶是一种高分子烷烧,具有疏水性,两者之间不易产生物理、化学作用,因此具有杰出时耐水、耐过热水、耐蒸汽性能(EPM IIRSBRNRCR)五.配合与加工配合
1.
①硫化体系EPDM可以用硫黄硫化体系,硫黄用量1-2份,增进剂宜选用活性较大的品种或不一样的增进剂并用,这样既能保证硫化速度,又能防止喷霜现象以国产EPDM(D)为例EPDM100硬脂酸1氧化锌5促M
0.5TMTD
1.5S
1.5HAF50
②补强体系由于乙丙橡胶是非结晶橡胶,因此要加入补强剂
③增塑体系乙丙橡胶最常用的增塑剂是石油系增塑剂,包括环烷油、石蜡油及芳香油,其中环烷油与乙丙胶口勺相容性很好
④增粘剂乙丙橡胶的自粘性及与其他材料H勺粘着性均不好,配合时可以在其中加入增粘剂如烷基酚醛树脂、石油树脂、菇烯树脂、松香等
⑤防护体系虽然乙丙橡胶日勺耐老化性能很好,但在较高温长期使用欧I状况下仍需加入防老剂,常用的是胺类加工
2.乙丙橡胶附加工具有如下特点乙丙橡胶不易包辐,不易吃炭黑,采用密炼分散效果很好,装胶容量比正常高15%为了提高粘合性能,可以采用提高粘合温度、增长粘合压力的措施六.应用耐热、耐老化、耐水制品一一耐热输送带、蒸汽胶管、防水卷材耐化学品腐蚀的密封制品、防腐衬里绝缘的I电线、电缆包皮浅色的轮胎胎侧丁基橡胶§L6HRHR为异丁烯与少许异戊二烯1-5%欧J低温共聚物-95〜-100℃,1943年实现工业化生产,为白色或暗灰色的透明弹性体I960年实现持续化生产卤化丁基橡胶,1971年开发了淡化丁基橡胶日勺持续化生产重要用于轮胎工业作内胎国内燕化从意大利引进技术年产3万吨HR,于1999年投产丁基橡胶的制造与分类丁基橡胶以异丁烯与异戊二烯为单体,以一卤甲烷为溶剂,通过阳离子聚合得到一般按照异戊二烯的含量即不饱和度及与否卤化来分类「不饱和度
0.6〜
1.0%mol一般品种^
1.6-
2.0%mol
2.1-
2.5%mol
2.6〜
3.3%丁基橡胶,氯化丁基橡胶I卤化品种I澳化丁基橡胶
1.1-
1.5%mol氯化丁基橡胶(提高硫化速度及与不饱和橡胶的相容性,改善自粘性和互粘性)丁基橡胶的构造CH CH33结构式去一--C——CH CH5—C=CH-CH5CH3构造式分子主链周围有密集的侧甲基,且有不饱和双键位于主链上,对稳定性影响较大引入的异戊二烯便于交联,其数量相称于主链上每100个碳原子才有一种双键(单个存在),可以近似地看作饱和橡胶但因双键区I位置与EPDM中双键的I位置不一样,对性能日勺影响较大汇集态丁基橡胶是能结晶的自补强橡胶,低温下不结晶,高拉伸下才结晶,1行45℃,Tg=65℃未补强O橡胶H勺强度可以到达14〜21MPa,为了提高耐磨及抗扯破性能,仍需补强三.丁基橡胶的性能与乙丙胶类似的性能优良的化学稳定性、耐水性、高绝缘性、耐酸碱、耐腐蚀
1.气密性非常好所有橡胶中最佳的(用作内胎)
2.弹性低、阻尼性能优越:
3.弹性在通用橡胶中是最低的,室温冲击弹性只有8〜11%它在很宽H勺温度和频率范围内
4.拉伸强度较高可以保持tan8^
0.5o良好的减震性能尤其合用于缓冲性能规定高H勺发动机座和减震器
5.耐热性、耐侯性好
6.自粘性和互粘性差为结晶自补强橡胶,未填充硫化胶的拉伸强度为14〜21MpaUi丁基橡胶的配合与加工构造中无极性基团或活性基团O丁基橡胶与乙丙橡胶同样,具有比不饱和橡胶难以硫化、难以粘接、配合剂溶解度低、包辐性不好等特点但它又具有不能用过氧化物硫化、一般炭黑对它日勺补强性差、与一般二烯类橡胶的相容性差、对设备的清洁度规定高等特点配合
1.硫化一可以用较强的硫黄增进剂体系、树脂、醒月亏在较高的温度下进行,硫黄用量要少,增进剂选用秋兰姆和二硫代氨基甲酸盐为主增进剂、噬睫类或股类为第二增进剂树脂硫化的硫化胶日勺耐热性好用过氧化物硫化会引起断链补强一最常用的是炭黑,但效果不如不饱和橡胶好,结合橡胶只有5%〜8%一般使用槽黑增塑一不适宜用高芳燃油,而宜用石蜡或石蜡油5〜10份,或适量环烷油加工
2.炼胶一不易塑炼,可以加入塑解剂使其断链混炼时用密炼效果好密炼容量比NR、SBR的原则容量多10〜20%混炼起始温度70℃,排胶温度高于125℃,一般155〜160℃为宜压延压出一比天然橡胶困难得多,做内胎时压出前要滤胶后再加硫黄,防止引起焦烧成型硫化一自粘性及与其他橡胶的互粘性差,要在配方中加入增粘剂,工艺上注意粘合面防污,可以采用卤化丁基橡胶作增粘层,提高粘合部位的压力及温度丁基橡胶需长时间高温硫化方可到达最佳硫化状态五.卤化丁基橡胶为了提高丁基橡胶的硫化速度,提高与不饱和橡胶的相容性,改善自粘性和与其他材料时互粘性,对丁基橡胶进行了卤化,包括氯化和滨化一般氯化的含氯量为
1.1%〜
1.3%重要反应在异戊二烯链节双键的a位上溟化丁基橡胶含漠量约为2%卤化丁基橡胶重要运用烯丙基氯及双键活性点进行硫化,卤化丁基橡胶的硫化速度较快六.丁基橡胶的应用丁基橡胶重要用于轮胎工业,尤其合用于作内胎、胶囊、气密层及胶管、防水卷材、耐腐蚀制品、电气制品、耐热输送带(高不饱和度)等()丁庸橡胶§
1.7NBRNBR为浅黄色略带香味日勺橡胶,是丁二烯与丙烯屑的共聚物1937年工业化生产聚合措施类似于乳液聚合的丁苯橡胶,有低温乳液聚合(5℃)和高温乳液聚合(50℃)两种目前重要采用低温乳液聚合--丁腐橡胶的分类根据丙烯睛含量分:”极高ACN含量高ACN含量43%以上「普通品种J中高ACN含量中36〜42%ACN含量31-35%〔低ACN含量25〜30%24%以下丁月青橡胶(氢化丁月青橡胶竣基丁月青橡胶”特殊品种<液体丁月青橡胶〔粉末丁牌橡胶结构式二.丁礴橡胶的构造:
1.丙烯睛含量与丁睛橡胶的极性:CHLC^=CH丙烯睛的经典含量为34%o伴随ACN含量的增长,大分子极性增长,带来一系列性能的变化内聚能密度增长、溶解度参数增长、极性增长,耐低温性差,耐油性增长
2.丁盾橡胶的汇集态构造丁睛橡胶的两种构造单元是无规共聚区I,其中丁二烯以反1,4-构造聚合,是非结晶H勺无定形高聚物,玻璃化转变温度随ACN的增长而线性提高三.丁睛橡胶的性能(与极性和不饱和性有关)强度低
1.NBR为非结晶性橡胶纯胶硫化胶强度为3〜
4.5MPa,炭黑补强后拉伸强度为25〜30MPa优秀的耐油、耐非极性溶剂性能(与含量有关)
2.ACN
3.耐热性、耐臭氧性比NR、SBR好,但比EPM、IIR、CR差长期使用温度为100℃
4.抗静电性在通用橡胶中是独一无二日勺,可以作导电橡胶,如纺织皮辐
5.气密性好,仅次于HR弹性、耐寒性差
6.Ui.特殊品种丁睛橡胶与极性物质如、酚醛树脂、尼龙的相容性好
7.PVC目前已商品化的特殊品种的丁月青橡胶有氢化丁月青橡胶(HNBR)、竣基丁睛橡胶(XNBR)、键合型丁月青橡胶(AONBR)及热塑性丁月青橡胶此外尚有粉末丁月青橡胶、液体丁月青橡胶NBR日勺特殊品种常用的I有氢化丁精胶(HNBR),它更适应汽车工业对橡胶耐油性和耐热性的规定,弥补了NBR和FPM之间时空白五.配合与加工硫化一一多种体系都可以,由于与硫黄H勺溶解性差,因此应当先加补强一一炉法CB塑炼一一困难,低温薄通,不能用密炼机混炼——生热大,加增塑剂DBP硫化可高温硫化,无返原现象六.丁睛橡胶的应用丁懵橡胶重要用作耐油制品,如耐油胶管、胶辐、多种密封件、大型油囊等还可以作为PVC日勺改性剂及与PVC并用作阻燃制品,作抗静电好日勺橡胶制品()氯丁橡胶§
1.8CRCR为浅黄色或暗褐色弹性体,于1931年由美国杜邦企业实现工业化生产,目前已经有10多种国家生产CR,全世界日勺年产量约为70万吨CR是我国最早工业化的合成橡胶(58年),国内有三个生产厂家四川长寿化工厂、山西大同化工厂、青岛化工厂(海晶),但因技术问题,每年仍大量进口由2-氯-1,3-丁二烯采用乳液聚合得到,硫调型聚合温度为40℃,非硫调型为10℃如下二.的分类CR重要根据制法和用途分类:CR硫调型用硫磺「通用型及秋兰姆作调节剂粘接型氯丁橡胶4专用型、特殊用途型通用胶乳氯丁胶乳非硫调型用硫醇作调节剂特殊胶乳根据用途不一样可以通过调整聚合条件合成出不一样结晶能力的橡胶国产CR结晶能力分为四个等级微、低、中、高硫调型{CHLC=CH—CH^-Sx=2〜6,n=80〜110三.的构造CR非硫调型—-CH—C=CH—CH^-微观构造:
1.CR的微观构造重要决定于聚合温度,构造单元中以反1,4—构造居多(85%),分子规整度高,结晶度高,分子量大日勺部分含量高,分子量低口勺部分含量低汇集态构造
2.CR属于自补强橡胶,在拉伸或降温的状况下均可结晶,结晶能力高于NR的化学构造与反应特性
3.CR由于CR重要是1,4-聚合,因此大分子链上有
97.5%日勺C1原子直接连在有双键的碳原子上,Q日勺吸电性使得双键及C1原子变得极为不活泼,不易发生化学反应,因此它不能用硫黄硫化体系进行硫化、耐老化性、耐臭氧老化性能比一般日勺不饱和橡胶要好得多幸运时是CR中有
1.5%日勺1,2-聚合,形成了叔碳烯丙基氯构造,这种构造中的C1原子很活泼,易于发生反应,为CR提供了交联点,使其可以用金属氧化物(氧化锌ZnO、氧化镁MgO)进行硫化CR虽然属于不饱和橡胶,但它日勺性能介于饱和和不饱和橡胶的J性能之间,由于极性高且为结晶橡胶,因此物理机械性能很好,又具有极性橡胶的特点一般性能
1.
①CR的力学性能较高自补强+极性橡胶
②良好的耐油性能CR属于耐油橡胶,但耐油性不如NBR
③良好的耐疲劳性能用于同步带、齿形带
④较差的低温性能CR日勺最低使用温度为一30C,在油中日勺耐低温性能优于ACM、CPE、高ACN含量的NBR和FPM,由于它在低温下结晶
⑤良好的耐老化性能CR H勺耐老化和耐臭氧性能优于NR、SBR、BR、NBR,仅次于EPM和IIR,这与C1的吸电性有关
⑥电绝缘性能差
⑦气密性比一般合成橡胶高
⑧良好的粘合性能具有很好的(自粘性和互粘性
2.耐燃性能好CR的氧指数为38〜41,离火自熄(氧指数27)氧指数
(01)27%为高难燃材料如PTFE、CR;介于22〜27%为难燃材料如CPE、PC、PA;22%为易燃材料如NR、PE、EPDM五.的配合与加工CR配合
1.
①硫化体系CR要用金属氧化物硫化,如用Zn05份,Mg04份,对于非硫调型的还要用增进剂NA-22,否则硫化速度太慢国标配方如下硬脂酸氧化锌氧化镁防CR
1000.554NA-
220.5SRF30D2
②补强体系CB对CR的补强作用不是很明显,对非硫调型日勺相对要好某些为了提高扯破强度、定伸应力,仍需加入补强剂
③防护体系虽然CR的耐老化性能比NR好,但仍需使用防护剂
④增塑体系一般使用石油系H勺增塑剂,石蜡油一般用5份如下,环烷油一般用20~25份,芳香油可以到达50份,规定耐寒性好则用酯类增塑,规定阻燃则用磷酸酯类
⑤增粘体系一般选用古马隆、酚醛树脂、松焦油对结晶性H勺非硫调型更需要加工
2.CR H勺加工性能重要取决于未硫化胶日勺粘弹行为,其粘弹行为随温度口勺变化如表:表1-1CR的加工性能状态硫调型非硫调型天然橡胶弹性态室温〜71℃室温〜79室温〜100℃粒状态71℃〜93℃79℃〜93c100〜120℃塑性态93℃以上93℃以上约130℃由此可见,CR对温度的敏感性较大,加氧化镁时50℃左右,否则易结块最适合的硫化温度为150℃,由于它硫化不返原,因此可以采用170〜230℃日勺高温硫化储存稳定性
3.CR的J储存稳定性是个独特日勺问题,30℃下硫调型时可以寄存10个月,非硫调型的可以寄存40个月,寄存时间长,轻易出现变硬、塑性下降、焦烧时间短、流动性下降、压出表面不光滑等现象六.CR的应用耐热、耐油、耐燃烧、耐腐蚀的输送带、胶管、胶辑、电线电缆、防腐衬里等粘合剂占合成橡胶粘合剂日勺80%o特种橡胶§
1.9特种橡胶是指用途特殊、用量较少的橡胶,其用量大概为橡胶总用量的1%0多数属于饱和橡胶,主链有碳链及I,也有杂链的I,除硅橡胶之外都是极性的这些橡胶在构造具有多样性,性能上也各有特色特种橡胶包括氟橡胶、硅橡胶、聚氨基甲酸酯橡胶等近10种一.氟橡胶
(一)构造指分子链侧基具有氟口勺弹性体,有10种,其中普遍使用日勺是偏氟乙烯与全氟丙烯或再加上四氟乙烯日勺共聚物,我国称此类橡胶为26型橡胶,杜邦企业称为Viton型氟橡胶,构造如下:26-41型Viton A―^CH-CFCF—CF^r2rCF3246型Viton B—^CHr-CF^CF—CFyGcF—22CF3-性能氟橡胶属于饱和碳链极性橡胶,性能如下一般物理机械性能
1.氟橡胶一般具有较高的拉伸强度和硬度,但弹性较差耐高温性能优秀
2.氟橡胶的耐高温性能在橡胶中是最佳H勺,250C下可以长期工作,320C下可以短期工作耐油性能优秀
3.其耐油性能在橡胶材料中也是最佳的耐化学药物及腐蚀介质性能优秀
4.氟橡胶耐化学药物及腐蚀介质性能在橡胶中也是最佳的,可耐王水肚I腐蚀具有阻燃性,属于离火自熄性橡胶
5.耐侯性、耐臭氧性好
6.其耐低温性能差,弹性差,耐水等极性物质性能差,加工性差、价格昂贵
7.三应用由于氟橡胶具有耐高温、耐油、耐高真空及耐酸碱、耐多种化学药物的特点,使它在现代航空、导弹、火箭、宇宙航行、舰艇、原子能等尖端技术及汽车、造船、化学、石油、电讯、仪表、机械等工业部门中获得了应用橡胶的加工工艺过程:
2.无论什么橡胶制品,都要通过混炼和硫化这两个过程对许多橡胶制品,如胶管、胶带、轮胎等,还需通过压延、压出这两个过程,对门尼粘度比较高的生胶,还要塑炼因止匕橡胶加工中最基础、最重要的加工过程包括如下几种阶段1)塑炼减少生胶的分子量,增长塑性,提高可加工性2)混炼使配方中各个组分混合均匀,制成混炼胶3)压延混炼胶或与纺织物、钢丝等骨架材料通过压片、压型、贴合、擦胶、贴胶等操作制成一定规格的半成品的过程4)压出混炼胶通过口型压出多种断面的半成品的过程,如内胎、胎面、胎侧、胶管等5)硫化橡胶加工时最终一道工序,通过一定的温度、压力和时间后,使橡胶大分子发生化学反应产生交联日勺过程U!天然橡胶的发展历史
1.考古发现,人类在11世纪就开始使用橡胶一在南美制造橡胶球、橡胶鞋及橡胶瓶1493年〜1496年哥仑布发现新美洲大陆时,发现海地岛上土人玩的球能从地上弹起来,此后,欧洲人才懂得橡胶的I这种性质1735年,法国科学家Condamine参与南美洲科考,带回了最早的橡胶制品直到1823年,英国人马辛托希开办了世界上第一种橡胶厂,生产防水布,这是橡胶工业的开始1839年,Goodyear发明了硫化,这两项发明为橡胶工业日勺发展奠定了基础1862年,Honcock发明了双辑机1876年,英国开始在东南亚殖民地国家种植橡胶树常用于模压制品密封圈、皮碗、0形圈;海绵制品密封件、减震件;压出制品胶管、电线、电缆等二.硅橡胶硅橡胶为分子主链中为一Si—o—无机构造,侧基为有机基团的一类弹性体,属于半无机日勺饱和欧I、杂链、非极性弹性体,经典的代表是甲基乙烯基硅橡胶,其中的乙烯基提供交联点此类弹性体按硫化机理可分为有机过氧化物引起自由基交联剂(热硫化型)、缩聚反应型(室温硫化型)及加成反应型(-)构造中基乙烯基硅橡胶H勺构造式为^CH CCH i—S CH CH3233(-)分类二甲基硅橡胶甲基乙烯基硅橡胶甲基苯基乙烯基硅橡胶苯撑硅橡胶懵硅橡胶氟硅橡胶
1.「单组分室温硫化型《双组分室温硫化型硅橡胶如a,3-端羟基聚二甲基硅氧烷
(三)性能硅橡胶的性能特点是:耐高温、低温性能好
1.使用温度范围一100℃〜300C,高温性能与氟橡胶相称,工作范围广,耐低温性能在所有橡胶材料中是最佳的I
2.优秀的耐臭氧老化、热氧老化和天候老化优良的电绝缘性能
3.
4.具有优良的生物医学性能,可植入人体内有高的透气性,可以作保鲜材料缺陷是拉伸强度和扯破强度低(在所有的橡胶材料中是最低/J,纯胶拉伸强度只有
0.3MPa)、价格昂贵
(四)配合硅橡胶一般用过氧化物硫化,必须用补强剂,最有效的I补强剂是气相法白炭黑,同步要配合构造控制剂和耐热配合剂常用的耐热配合剂是金属氧化物,一般用Fe O3〜5份常用时构造控制剂是二苯基硅二醇经典配23方如下硅橡胶100;气相法白炭黑45;二苯基硅二醇3;Fe O5BPO(50%)123
(五)应用硅橡胶具有独特的综合性能,与其他橡胶同样可加工成多种制品,应用广泛广泛应用于汽车工业、电子、电器工业、宇航工业、建筑工业(粘接密封剂)、医疗卫生及其他方面三.聚氨基甲酸酯橡胶(聚氨酯橡胶)聚氨酯是在催化剂存在下由二元醇、二异氧酸酯和扩链剂的反应产物其反应式如下nHO~~R—OH+nOCN―A—NCO-►3O-R—O-―NH-A—NH-C~~^7(-)分类
1.根据原料不一样可分为聚酯型聚氨酯橡胶(AU)和聚醛型聚氨酯橡胶(EU)
2.根据物理状态及加工特点可分为浇注型、混炼型、热塑性()性能-机械强度高(拉伸和扯破强度高)
1.拉伸强度可达28〜42MPa;扯破强度达63kN/m,伸长率可达1000%,硬度范围宽,邵尔A硬度为10〜95耐磨性最佳,比高倍
2.NR9耐油性好
3.气密性与相称
4.IIR具有很好的粘合性能
5.具有很好的生物医学性能,可作为植入人体的材料
6.耐水性及耐高温性能不好
7.
(三)应用用于耐磨制品、高强度耐油制品,如实心轮胎、胶辑、胶带、多种模型制品、鞋底等也可用于发泡制造泡沫橡U!.以乙烯为基础的弹性体胶聚乙烯有良好日勺绝缘性能、优良日勺耐化学药物性能、耐老化性能,并且成本很低作为橡胶,它具有分子链柔顺、分子间作用力低这两个条件,但由于其分子链规整度高,室温下呈半结晶将其分子链规整度打乱,在加上适度交联,就能得到性能优良的I弹性体氯化聚乙烯()
1.CPE采用水相悬浮法、溶液法或固相法将聚乙烯氯化得到日勺,根据含氯量不一样(从15%〜73%),门尼粘度变化很大,从34到150,其物理状态也从塑料、弹性体变成半弹性皮革状硬质高聚物一般氯含量25%〜48%的CPE为橡胶状弹性体热塑性弹性体的氯含量在16〜24%之间应用
(1)可作为塑料制品的改性剂;提高塑料制品的耐低温冲击性能、提高韧性、阻燃性、耐油耐老化性能、耐腐蚀性、绝缘性等CPE是PVC的重要改性填加剂,用于制造PVC板材、管材、塑钢门窗、屋面防水卷材、家电外壳、防腐衬里等
(2)作为特种橡胶使用;加工的橡胶制品具有强度高、耐磨耗、耐热、耐化学药物,具有优良的难燃自熄性、耐低温性能等
2.氯磺化聚乙烯(CSM)将聚乙烯氯化及磺化得到的,一般氯含量为27%〜45%,最合适的含量为37%,这时弹性体的刚性最低,硫含量为1%〜5%,一般在
1.5%如卜以磺酰氯区I形式存在于分子中,提供交联点经典时构造式如下「吓唯%*CH CHr~CHr_CHr_CH«HCl SO C
123.乙烯与醋酸乙烯酯的共聚体(EVA)EVA中VA含量的变化范围较宽,当VA含量为40〜70%之间为弹性体EVA弹性体已由Bayer企业生产数年聚合物构造为:-6CH—CH^fcH—CH^y=-OCCH3五.丙烯酸酯橡胶丙烯酸酯橡胶由丙烯酸丁酯与丙烯月青或少许第三单体共聚而成,属于饱和碳链橡胶构造式为:丙烯酸酯橡胶的重要特点是:耐油,尤其是耐含氯、硫、磷化合物为主的极压型润滑油类;
1.耐热性仅次于硅橡胶和氟橡胶,可耐
2.175~200℃;耐寒、耐水、耐化学药物性差
3.优良的耐天候老化、耐屈挠性能
4.可用胺类、有机过氧化物硫化
5.广泛应用于耐高温、耐热油的制品中是制造高温下使用的I橡胶油封、O形圈、垫片和胶管的J合用材料六.氯醛橡胶氯醛橡胶是指侧基上具有氯的主链上有酷键的橡胶,它是由环氧氯丙烷均聚的弹性体(常用CHR表达,我国代号为CO),或环氧氯丙烷与环氧乙烷共聚的弹性体(常用CHO表达,我国代号为ECO),为饱和杂链极性弹性体co的结构式CH CI2ECO的结构式CH厂而CHC12氯醛橡胶的特点是具有很好日勺综合性能耐热性能与相称,介于丙烯酸酯与中高丙烯精含量的之间;
1.CSM JNBR耐油、耐寒性的良好平衡
2.尤其耐制冷剂氟利昂
3.应用可用作汽车、飞机及多种机械时配件如垫圈、密封圈、形圈等,也可用作耐油胶管、印刷胶辐等七.聚硫橡胶聚硫橡胶是指分子链上有硫原子H勺弹性体,属杂链极性橡胶聚硫橡胶分液态、固态及胶乳三种其中液态橡胶应用最广,大概占总量的80%液态聚硫橡胶日勺经典构造式HS-KCH2—O—CH—O—CH—SA-CCH^-0—CHr-O—CH2LSH2222聚硫橡胶日勺性能特点是:优秀的耐溶剂性能,耐许多化学药物当采用特殊配合,在有合适底涂条件下,它对金属、水泥及玻璃的粘合性能很好该橡胶也较耐氧化和臭氧化应用重要用作密封材料、填缝材料、腻子、涂料等粉末橡胶、液体橡胶、热塑性橡胶§
1.10--粉末橡胶
(一)国内外发展现实状况国外粉末橡胶的发展历史
1.国内粉末橡胶的发展历史
2.粉末橡胶的发展前景
3.
(二)生产措施粉碎法;喷雾干燥法;闪蒸干燥法;冷冻干燥法;凝聚法;微胶囊法
1.
2.
3.
4.5,
6.常温湿法r常温粉碎法常温干法空气膨胀冷冻法液氮深冷法以固体胶为原料£冷冻粉碎法I常温粉碎/低温粉碎联合法,喷雾干燥法「物理方法1闪蒸干燥法冷冻干燥法”自身隔离剂凝聚法外加隔离剂凝聚法共凝聚法接枝凝聚粉末橡胶生产方法V以胶乳、胶液为原料(法表面防粘凝聚法凝聚法V辐射交联凝聚法聚合凝聚法〔包凝聚法微胶囊法离子络合法喷雾干燥法I以悬浮液为原料隔离脱水干燥法
(三)隔离技术常用H勺隔离技术有如下几种
(1)加隔离剂法;2)胶乳接枝法;
(3)表面氯化法;
(4)表面交联法;
(5)辐射交联法
(四)粉末橡胶的品种目前产量最大的粉末橡胶品种是废旧橡胶粉末,另一方面是粉末聚丁二烯接枝橡胶,再另一方面是PNBR、PSBRo其他品种尚有粉末氯丁橡胶、粉末乙丙橡胶、粉末丁基橡胶、粉末异戊橡胶、粉末CPE、粉末氟橡胶等
(五)应用
1.橡胶制品领域如应用粉末橡胶制造轮胎、管材、片材、异型材、垫片、传送带等
2.粘合剂领域
3.聚合物改性领域粉末橡胶广泛PS、SAN、ABS、PVC、PP、PE、PBT、PET、EVA、酚醛树脂、环氧树脂改性剂二.液体橡胶-液体橡胶定义液体橡胶是一种分子量大概在2023〜10000之间,在室温下为粘稠状流动液体,通过合适的化学反应可形成三维网状构造,从而获得和一般硫化胶具有类似的物理机械性能的齐聚物-分类根据官能团位置不一样分
1.
①分子内带有官能团非遥爪型液体橡胶
②分子末端带有活性官能团遥爪型液体橡胶
③分子内和分子末端都带有活性官能团根据液体橡胶主链构造的不一样,
2.
①聚硫橡胶系列;
②硅橡胶系列;
③聚氨酯橡胶系列;
④二烯类橡胶系列
1.丁二烯系b.氯丁二烯系二烯类橡胶系列W C.异戊二烯系d.1,3-异戊二烯系e.环戊二烯系
1.三液体橡胶的特性及应用
1.特性液体橡胶与固体橡胶相比具有如下长处1液体橡胶是浇铸型弹性体,加工工艺易于实现机械化、持续化和自动化,可减轻劳动强度和改善作业环境
(2)加工设备和模型H勺投资减少
(3)节省辅助费用(节能、节省资源)
(4)不用溶剂、水等分散介质,在液体状态下加工(无溶剂、无污染)
(5)借助主链扩展和交联措施,可在广泛的范围内调整物性和硫化速度缺陷
(1)比对应的固体橡胶贵;
(2)在强度和耐屈挠性方面还存在问题;
(3)在补强填充剂的混炼、成型加工方面必须建立独自的工艺系统(难以使用既有的橡胶加工设备);
(4)加工工艺若不实现机械化、自动化和持续化,反而成本很高
2.用途
(1)胶粘剂;
(2)涂料、油漆;
(3)用作反应性操作油;
(4)用作树脂改性材料;
(5)密封嵌缝材料
(四)二烯类液体橡胶的构造特性、配合和加工
3.构造特性分子量较低欧I液体橡胶要变成固体橡胶,必须进行交联使之变成三维网状构造遥爪型液体橡胶的末端官能团根据其反应性可分为三种低反应性-OH,=C=0,-Cl,-NR;2O,—中反应性一CHzCl,—CH COOH,—CH.H厂,—Br高反应性-OOH,-SH,-NCO,-Li,-NH21888年,Dunlop发明了充气轮胎1923年,发现硫化活化剂ZnO,炭黑可以补强1923年,发现增进剂苯胺1923年,发现增进剂D,从此橡胶工业得到迅速发展合成橡胶的发展历史
4.()对天然橡胶的剖析和仿制11823年,法拉第明确了橡胶由C和H构成;I860年,威廉姆斯(Williams)发现橡胶经蒸储可产生异戊二烯化合物,并认为它是橡胶的基本化学构成;1875年,鲍查达(Bouchardat)认为异戊二烯能合成出类似橡胶的物质,这是最早的I有关人工合成橡胶的I报道()合成橡胶的诞生、建立与发展21881年霍夫曼用1,3-戊二烯合成橡胶;1923年,前苏联孔达科夫用2,3-二甲基-1,3-丁二烯合成出橡胶;1929年,美国齐柯尔(Thiokol)企业生产了聚硫系合成橡胶;1931年,美国Du Pont企业生产CR;1932年前苏联工业生产了丁钠橡胶后,相继生产的J合成橡胶有SBR(1935年德国Farbon企业)、NBR(1937年德国Farbon企业);50年代,Zeigler—Natta发现了定向聚合,导致了橡胶工业的新飞跃,出现了BR(I960年美国Phillips企业)、EPDM(I960年意大利Montedison企业)、IR等新胶种,1965〜1973年间出现了热塑性弹性体国内橡胶工业的发展概况
5.我国从1923年开始在雷州半岛等地种植NR,50年代将橡胶树北移种植成功,并在云南、广西等地大面积种植,目前,我国NR产量占世界第四位反应性越高,在储存和填充剂混合时都易出问题配合
2.
(1)固化剂液体橡胶的固化剂一般是指链扩展剂和交联剂(或称为硫化剂)为了获得性能良好的硫化胶,必须根据液体橡胶的末端官能团选择合适的链扩展剂和交联剂硫化体系多采用氢予以体(-0H、-SH、-NH
2、-COOH、-COSH、-CONH
2、-SO2NH
2、>NOH等)和氢接受体(-NCO、
0、S、N等)日勺加成反应体系
(2)补强填充体系为了改善胶料的强度、减少成本、改善工艺性能和使用性能,以及改善制品日勺外观和色彩等,需要使用炭黑和其他粉状补强填充剂和纤维状填充剂其他添加剂尚有操作油、沥青、抗氧剂、紫外线吸取剂、发泡剂、着色剂等三.热塑性弹性体热塑性弹性体是高温下呈塑性流动状态,可以象塑料同样进行加工成型,不需要硫化,而常温下又具有橡胶日勺弹性此类材料兼有热塑性塑料的加工成型特性和硫化胶的弹性性能
(一)热塑性弹性体的分类
(1)按交联性质分可分为物理交联和化学交联;
(2)按聚合物的构造分可分为接枝、嵌段和共混三大类从目前商品化的热塑性弹性体来说,习惯上分为聚烯烧类(TPO)、苯乙烯嵌段共聚类(TPS)、聚氨酯类(TPU)、聚酯类(TPEE)、其他类
(二)经典的热塑性弹性体
1.苯乙烯嵌段共聚类热塑性弹性体(SBS)聚烯烧热塑性弹性体
2.聚酯型热塑性弹性体
3.胶粉和再生胶§
1.11一.胶粉胶粉是指废旧橡胶制品经粉碎加工处理得到的I粉末状橡胶材料(-)胶粉的发展现实状况胶粉的使用历史比较长,从1940年,人们就运用粒径为
0.5〜
1.0mm日勺胶粉来制造胶鞋大底,随即胶粉在减震垫、沥青跑道和某些性能规定不高的制品中得到广泛应用到1970年,出现了100〜250Nm(60〜150目)H勺精细胶粉,从而胶粉可应用于汽车轮胎伴随国外大量使用胶粉,生产废胶粉技术日趋成熟,国内研究废胶粉的生产与应用也逐渐走上正轨80年代,我国胶粉开始商品化,并在橡胶行业应用,90年代进入活跃期截止到2023年,我国的胶粉生产厂家有40余家,年产量约5万吨1999年珠海经济特区精业绩点技术研究所和青岛绿叶橡胶有限企业研制成功了液氮冷冻法JY型微细胶粉生产线,为我国制造微细胶粉提供了成套生产设备胶粉产业目前存在的重要问题:
(1)市场定位太死;
(2)胶粉生产设备投资大,生产成本高;
(3)缺乏政府的对大力支持(-)分类按不一样的措施可有不一样H勺分类按制备措施分类常温胶粉、冷冻胶粉和超微细胶粉;按原料来源可分为载重胎胶粉、乘用车胎胶粉以及胶鞋胶粉等;按活化与否可分为活化胶粉及未活化胶粉;按粒径大大小可分为超细胶粉和一般胶粉表1・2胶粉的I分类粒度重要设备目数粉碎措施Nm类别1400-50012〜30砂轮机、粗碎机、回转破碎机细碎机、500-30030〜47常温粉碎粗胶粉细胶粉回转破碎机低温粉碎微细胶粉300〜7547-200冷冻粉碎装置超微细粉碎超微细胶粉75如下200以上磨盘式胶体碾磨机
(三)胶粉的性能用常温法制得的胶粉,由于是运用剪切力进行粉碎,因此胶粉粒子表面有无数的凹凸呈毛刺状态,而用低温冷冻粉碎的胶粉重要是冲击力的作用,胶粉表面比较光滑胶粉的性能重要取决于原料废橡胶的品种和制备措施冷冻粉碎胶粉与常温粉碎胶粉相比,由于平均粒度较小,热老化和氧化现象小,故性能略高于常温粉碎法制得的胶粉但相似粒度的同一种类轮胎的这两种胶粉和生胶配合,其硫化胶的物理机械性能相近常温粉碎胶粉由于表面有诸多凹凸,表面积较大,对胶粉的表面处理和活化有利
(四)胶粉的化学改性胶粉H勺接枝化(有关报道)
(1)Pessouk报道用丫射线辐照胶粉接枝乙烯基单体如丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯月青等;
(2)高能电子辐射处理胶粉表面将高能电子辐照胶粉表面,使胶粉表面产生竣基、羟基和醛基等含氧基团;
(3)Rajalingam采用电子束辐射、等离子体和电晕三种措施处理胶粉,胶粉表面氧原子的含量电子束〉等离子体》电晕
(五)胶粉对胶料力学性能的影响,胶粉的粒度1在通用橡胶中掺用10〜40份状况下,胶料的拉伸强度、扯断伸长率和磨耗等性能,均随胶粉粒径的减小越靠近未添加胶粉的胶料水平而耐疲劳或抗裂口增长等动态性能均较未加胶粉的胶料有不一样程度的I提高,胶粉的用量2在胶粉中添加10份有一定细度的胶粉,对胶料的力学性能影响不大,能较大提高耐疲劳性能,胶料的收缩率可明显减少但伴随胶粉用量的增长,胶料的物理机械性能会对应减少
(六)胶粉的应用胶粉一般重要在低级制品中大量掺用在建材中应用铺设运动场地、铺设轨道床基、减震减噪音等场所;在沥青中高温下加胶粉混匀用于铺路面和屋顶防水层;在胎面胶中掺用胶粉可提高轮胎的行驶里程再生胶再生胶是由废旧橡胶制品和硫化胶日勺边角废料、经粉碎、脱硫等加工处理制得的具有塑性和粘性的材料使用再生胶日勺重要目日勺是减少成本,获得良好的加工性能-再生胶的特性和应用再生胶由于是硫化胶裂解而成的,再生胶一般具有如下几方面的特性1拉伸强度、伸长率、弹性、耐磨性等都比新胶硫化胶低,好的再生胶拉伸强度也只有8-10MPao2硫化速度快因再生胶中已经有结合硫,并具有交联的小网状碎片,因此硫化平坦性好3具有很好的耐老化性4良好H勺工艺性能应用再生胶逐渐淘汰在轮胎工业中,再生胶重要用于制造垫带,此外也可用于外胎中日勺钢丝胶、三角胶条以及小型轮胎、力车胎中等在工业用橡胶制品中也有应用,如胶管、胶板等橡胶制品中-再生胶的种类
1.按照再生胶的制造措施来分类油法、水油法、动态再生法、常温再生法、低温再生法、低温相转移催化脱硫法、微波再生法、辐射再生法等
2.根据废橡胶来源分类胎类再生胶、鞋类再生胶、杂品类再生胶
(三)硫化胶再生原理再生过程重要是脱硫,硫化胶的再生过程非常复杂,其重要影响原因有机械作用、热氧化一解聚作用及再生剂(软化剂和活性剂)的作用机械作用;
1.热氧化一解聚作用;
2.软化剂的作用;
3.再生活性剂
4.
(四)再生胶的制造措施1923年,在广州建立第一种橡胶加工厂一广州兄弟创制树胶企业,生产鞋底1923年,在上海建立清和橡皮工厂1927年,在上海建立正泰橡胶厂,生产胶鞋1928年,建立大中华橡胶厂,生产胶鞋1937年,日本在青岛建立目前的青岛橡胶二厂我国从1958年开始合成橡胶,国产第一块合成胶是四川长寿化工厂于1958年生产的I CR,I960年兰州化工厂生产SBR,1962年兰化生产NBR目前国内几家大石化如燕山石化、兰州石化、齐鲁石化等均生产合成橡胶,通用的合成橡胶除了HR外,其他均能生产我国橡胶工业从50年代后开始飞速发展,逐渐形成了以上海的正泰、大中华,青岛日勺橡胶二厂,黑龙江的桦林橡胶厂为中心的橡胶工业格局号称橡胶界的四大家族其中正泰、大中华生产胶鞋、胶带,胶二和桦林生产轮胎到1990年止,全国县级以上的橡胶企业就有1000多家,产值180亿元,约占全国工业总产值的
1.5%,约占化工工业总产值日勺25%90年代,我国橡胶工业得到了蓬勃发展,个体、私营橡胶企业如雨后春笋般发展起来,仅山东省大小橡胶企业就有1000多家,青岛市有几百家,96年后来由于受气候等原因的影响,世界NR的产量锐减,致使NR的价格飞涨,橡胶工业的I发展受到一定程度的影响,但在国内工业总产值、化工工业总产值中仍然占有相称比重橡胶企业重要集中在北京、上海、山东、沈阳、贵阳、重庆、牡丹江等地我院为我国橡胶工业的发展作出了突出奉献,为橡胶工业培养了近万名人才,许多毕业生已成为各个橡胶企业的负责人和骨干技术人员五.橡胶的用途橡胶时用途非常广泛,在交通运送、建筑、电子、石油化工、农业、机械、军事、医疗等各个工业部门以及信息产业都获得了广泛日勺应用橡胶的最大用途是在于作轮胎,包括多种轿车胎、载重胎、力车胎、工程胎、飞机轮胎、炮车胎等,一辆汽车约需要240Kg橡胶,一艘轮船约需要60〜70吨橡胶,一架飞机需要600kg橡胶,一门高射炮约需要86Kg橡胶橡胶的第二大用途是作胶管、胶带、胶鞋等制品,此外如密封制品、轮船护弦、拦水坝、减震制品、人造器官、粘合剂等,范围非常广泛有些制品虽然不大,但作用却非常重要,如美国“挑战者”号航天飞机因密封圈失灵而导致航天史上的重大悲惨事件六.橡胶工艺原理的学习措施及重要参照资料橡胶工艺原理课理论性不是很强,经验总结比较多,不需要死记硬背,它与实际的联络比较紧密,因此学习时一定要与实际相结合,有条件的话多到工厂生产第一线学习参观重点掌握生胶的1性能特点与用途,橡胶的配合,橡胶的加工,对常见的专业术语要可以理解,要学会查阅文献资料最终目日勺是要运用所学的理论知识,借助已经有日勺工具和资料,根据产品日勺性能规定,设计配方,加工制造出合格日勺产品另首先,能运用所学的知识,分析处理生产中碰到日勺实际问题重要参照资料文摘性
1.
(1)中国化工文摘(季刊);
(2)化学文摘(ChemicalAbstract)(CA);
(3)PAPRA Abstract英国塑料橡胶协会文摘;
(4)日本科技文献速报;
(5)橡胶文摘;中文刊物
2.
(1)橡胶工业(月刊)(北京橡胶设计院);
(2)合成橡胶工业(双月刊)(兰化);
(3)特种橡胶制品;
(4)橡胶参照资料;
(5)橡胶译丛;
(6)胶带工业;
(7)乳胶工业;
(8)炭黑工业;等重要外文刊物
3.1Rubber Chemistryand Technology2rf/、协会志第一章生胶前言§
1.1-.本章内容及规定通过本章学习,要掌握多种生胶的制造、构造、性能及应用特点重点是多种生胶的物理性能、化学性能、使用性能及加工性能,以及这些性能与构造的I关系规定
1.掌握NR及通用合成橡胶的J构造、性能;
2.掌握特种合成橡胶的构造及重要特性;
3.理解新形态橡胶的构造及特性;
4.理解再生橡胶的I制造过程;
5.掌握再生橡胶日勺使用特点二.橡胶的分类按来源和用途分:
1.〃天然橡胶(NR)「丁苯橡胶(SBR)顺丁橡胶(BR)丁月青橡胶(NBR)CR通用合成橡胶《氯丁橡胶EPM、EPDM乙丙橡胶IIR丁基橡胶〔异戊橡胶(IR)「氟橡胶(FPM)合成橡胶<硅橡胶(MV(^gQ)聚氨酯橡胶(PU)丙烯酸酯橡胶(ACM).特种合成橡胶W聚硫橡胶(T)氯化聚乙烯(CPE)氯磺化聚乙烯(CSM)氯酸橡胶或氯醇橡胶(CO、ECO)I环氧化天然橡胶(ENR)按主链构造及极性分类
2.‘饱和非极性HR、EPR、EPDM不饱和非极性NR、IR、SBR、BR碳链橡胶从工.一饱和极性CPE、CSM、FPM、ACM不饱和极性NBR、CR杂链橡胶T、CO、PU元素有机橡胶Q按形态分
3.固体橡胶(块状橡胶)、液体橡胶、粉末橡胶按交联构造分
4.化学交联的I老式橡胶、热塑性弹性体。
个人认证
优秀文档
获得点赞 0