液體橡膠詳細介紹

1、液體橡膠詳細介紹 液體橡膠一般是指在常溫下為粘稠狀的流動性液體，經過適當的化學反應，可形成三維網狀結構，而和普通硫化膠具有類似物理機械性能的物質。從加工方面來說，其特點是能借助某種硫化方法(即擴鏈、交聯(lián)，亦或兩者并舉)進行硫化，并可進行澆鑄或用泵輸送注入模型來制造彈性制品。液體橡膠和固體橡膠相比，一般分子量較低，大約在20001000之間，屬預聚物。在常溫下是流動的液體，為澆注型彈性體，成型加工方便，加工工藝易于實現(xiàn)機械化、連續(xù)化和自動化，可減輕勞動強度和改善作業(yè)環(huán)境。一、分類品種與固體橡膠一樣，根據液體橡膠主鏈結構的不同，可按下述類別來分成不同系列；聚硫橡膠系、硅橡膠系、聚氨酯橡膠系、二烯類

2、橡膠系。前三者第一章中已經述及。二烯系液體橡膠主要有液體丁二烯橡膠、液體丁苯橡膠、液體丁腈橡膠、液體氯丁二烯橡膠等。液體橡膠通常是一些在分子未端或分子內部有活性官能基的較低分子量的預聚物，隨著接入官能基的位置不同，液體橡膠又可分為三種。一種是活性官能團在主鏈呈無規(guī)分布，即所謂在分子結構內帶官能團者，稱為非遙爪型液體橡膠；第二種是活性官能團處于分子鏈兩端；再有一種既帶中間官能團又帶端基官能團。后兩種稱為遙爪型液體橡膠。非遙爪型液體橡膠只通過中間基團的反應形成交聯(lián)，故自由末端多，定伸強度低，耐疲勞性差。遙爪型液體橡膠可通過活性官能團時擴鏈和交聯(lián)反應，獲得一種沒有分子末端的閉合交聯(lián)網，而與固體硫化膠

3、結構類似，從而在物理機械性能和用途方面能與固體硫化膠相匹敵。因此成為目前研究的重點，并且著重研究將二烯類遙爪型液體橡膠用于一般橡膠制品，包括澆注輪胎。在遙爪型液體橡膠中，又因引入的活性官能團的不同，可得出一系列不同品種的液體橡膠。活性端基可以有羥基、羧基、硫醇基、氨基、環(huán)氧基、異氰酸酯基、烯基、溴基等。幾種帶官能團的二烯類液體橡膠的特征和性質見表2-1。二、液體橡膠的結構從分子設計角度看，為了滿足液體橡膠在室溫下具有流動性，經化學反應能形成空間網狀結構，并具有與固體硫化膠相同特性的要求，必須在結構上滿足下列條件：1、交聯(lián)點間的分子鏈應具有較大的柔曲性，分子結構中支鏈要少，1，4-結構含量多。2

4、、預聚分子鏈端應具有適當官能團，以便進行鏈增長或交聯(lián)。3、分子鏈具有適宜的長度，一般 20006000。4、根據液體橡膠中含的端基來選擇帶有官能團的擴鏈劑或交聯(lián)劑遙爪型液體橡膠分子中所帶端基種類不同，其反應能力也不同，如下所示。低反應性端基：-OH、-CO、Cl、-NR2中反應性端基：CH2Cl、CHO、COOH高反應性端基：-OOH、-SH、-NCO、-COCl、-NH2等。當反應能力高時，液體橡膠在貯存，加工時(如混和填料)容易發(fā)生問題，必須予以注意。兩端基的極性和締合性，會使液體橡膠發(fā)生顯著的增粘作用。由官能團導致的粘度大小順序為：無官能團-OH-COOH -Br。要使二烯類遙爪型液體橡

5、膠作為通用橡膠使用，其末端官能團必須具備如下的條件；在不增加貯存和加工困難的條件下，反應性應充分的高，和固化劑反應不生成氣體和腐蝕性的有害物質等；制造成本低，適于大規(guī)模生產；每一分子的官能度應接近2.0；固體劑(擴鏈劑或交聯(lián)劑 )使用方便，而且便宜易得。當前，常見的二烯類遙爪型液體橡膠的官能團是羥基(-OH)、羧基(-COOH)的溴基(-BR)，據認為羥基或羧基較好。在綜合考慮成本和穩(wěn)定供應性的問題之后，人們對帶有羥端基的液體丁苯橡膠和液體丁二烯橡膠最感興趣。羥端基二烯類液體橡膠在遙爪型液體橡膠中粘度最低，加工也方便，因此成了人們廣泛開發(fā)用途的對象。三、液體橡膠的硫化液體橡膠與固體橡膠之間最重

6、要差別在于硫化(交聯(lián))體系。液體橡膠的硫化劑(或稱固化劑)一般是指擴鏈劑和交聯(lián)劑。為了獲得性能良好的硫化膠，必須根據液體橡膠的末端官能團選擇適宜的擴鏈劑和交聯(lián)劑(如表2-2)。從表2-2看來。硫化體系多是采用氫給予體(-OH、-SH、-NH2 、-COOH、-COSH、-CONH2SO2NH2 、NOH等)和氫接受體-NCO、O、S、N等的加成反應體系，基本上沒有采用縮合反應的例子。這大概是因為在硫化反應(縮合型)中生成的低分子物會導致產生氣泡的緣故。固化劑的選擇原則為；物理機械性能好，無毒或毒性小，粘度適宜，價格便宜，使用有效期長，能方便調節(jié)固化溫度和固化時間，因為常見的二烯類液體橡膠的端基

7、是-OH、-COOH和-Br，它們的固化劑分別是多異氰酸酯，環(huán)氧化物和多元胺。此外，液體橡膠的交聯(lián)還有如下一些特點。1、許多情況要根據化學計算，即按官能團等摩爾原則計算加入交聯(lián)劑的數量。2、由于液體橡膠分子量較小，必須添加較高濃度的交聯(lián)劑才能增長和交聯(lián)。3、液體橡膠的硫化溫度范圍較寬，某些液體橡膠的硫化不要加熱，在室溫下就能產生交聯(lián)作用。4、交聯(lián)機型依賴于端基與交聯(lián)劑 發(fā)生化學反應，這一點與固體橡膠很不一樣。表示了固體橡膠和液體橡膠的交聯(lián)網絡結構模型。遙爪型液體橡膠液體橡膠借助固化劑擴鏈的，其分子全部被網絡結構所利用，有助于提高液體橡膠彈性。非遙爪型二烯系液體橡膠，可用普通硫黃和有機過氧化物進

8、行交聯(lián)，每個液體橡膠分子殘留兩個自由鏈端。一般說來，這種自由鏈端對橡膠彈性沒有貢獻，使交聯(lián)物發(fā)脆，并且影響動態(tài)性能。四、液化橡膠的加工 液體橡膠由于分子量較低，在常溫下是粘稠狀的液體，粘度一般為550P·S，加工操作比較容易，采用涂料磨等可進行混合，便于實現(xiàn)機械化、連續(xù)化和自動化。一次混合是指將液體橡膠和以炭黑為代表的粉狀補強填充劑或纖維補強劑 ，以及操作油等預先進行良好混合。首先在預混裝置中用液體將填充劑充分濕潤，然后其通過大型三輥磨機。 當不需要將固體填充劑進行混合分散時，可省去一次混合，而直接從二次混合開始加工。二次混合原則上是將液體橡膠成分和擴鏈、交聯(lián)等固化劑，以及各種添加劑

9、在液體狀態(tài)下進行混合。二次混合所采用的方法可大致分三種：一是機械混合，螺桿混合機即屬這種：二是靜態(tài)混合，如Kenics混合機即是典型設：三是沖擊混合，如反應注壓硫化法(RIM)。液體橡膠的成型方法有很多種?，F(xiàn)可供選用的成型方法是：RLM成型、澆鑄成型、注射成型、傳遞成型、壓縮成型、旋轉成型、噴霧涂布、浸漬等。五、液體橡膠的用途液體橡膠是一種新型合成材料。它加工簡便，適于澆鑄、制造形狀尺寸復雜的橡膠制品，能在戶外進行噴涂并有良好的涂覆性，可以現(xiàn)場硫化，且因動力消耗低(約比固體橡膠低50%)，易于實現(xiàn)連續(xù)化和自動化生產。因此，盡管它目前原材料價格高，強度還較差，但應用范圍已經很廣闊。液體橡膠廣泛用于膠粘劑、涂料、密封嵌縫材料，各種工業(yè)彈性制品等。此外，液體橡膠還可用反應性操作油，改善固體橡膠的加工性，提高硫化膠的物理機械性能。液體橡膠用作樹脂的改性材料也已經實用化。液體橡膠的具體用作見表。 表 液體橡膠的用途1、膠粘劑、接著劑(無溶劑類)2、涂料、金屬等的涂覆材料3、在常溫涂覆的防水、耐化學藥品保護膜4、走廊、體育館等的地板鋪裝5、火藥等粉體的粘結劑6、人造革、合成皮革、彈性纖維的原料7、多孔制品及防震材料8、橡膠或塑料用反應性改性劑9、土