硅橡膠基本知識(shí)培訓(xùn)講解

1、第5章 橡膠(xingjio)共七十八頁5.1 概述(i sh)高彈性：在外力作用下具有較大(jio d)的彈性形變，最高可達(dá)1000%，除去外力后變形很快恢復(fù)；柔軟性好、硬度低；具有高分子材料的共性：粘彈性、絕緣性、環(huán)境老化性、密度小。橡膠的特征大分子構(gòu)象變化帶來的熵彈性。2共七十八頁（1）天然橡膠的發(fā)現(xiàn)(fxin)和利用橡膠的發(fā)展(fzhn)歷史 早在11世紀(jì)，南美洲人即已開始利用野生天然橡膠。 1496，哥倫布第二次到美洲，發(fā)現(xiàn)橡膠樹； 1736年法國人孔達(dá)米納參加法國科學(xué)院赴南美考察隊(duì)，觀察到三葉橡膠樹流出的膠乳可固化為具有彈性的物質(zhì)。 1823，英國人麥金托什創(chuàng)辦第一個(gè)橡膠防水布廠

2、橡膠工業(yè)的開始； 同期，英國人Hancock發(fā)現(xiàn)橡膠通過兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒的縫隙反復(fù)加工，可以降低彈性，提高塑性。這一發(fā)現(xiàn)奠定了橡膠加工的基礎(chǔ)，他被公認(rèn)為世界橡膠工業(yè)的先驅(qū)。 1839，Goodyear發(fā)現(xiàn)硫磺可使橡膠硫化奠定橡膠加工業(yè)的基礎(chǔ)； 1888，Dunlop發(fā)明充氣輪胎橡膠工業(yè)真正起飛； 1904，Mote采用碳黑對橡膠進(jìn)行增強(qiáng)。5.1 概述3共七十八頁（2）合成橡膠的發(fā)現(xiàn)(fxin)和應(yīng)用 1900，確定了天然橡膠的結(jié)構(gòu)合成橡膠成為可能； 1932，前蘇聯(lián)使丁鈉橡膠工業(yè)化，之后相繼出現(xiàn)了氯丁、丁腈、丁苯橡膠； 19世紀(jì)50年代，Zeigler-Natta催化劑的發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致合成橡膠的新飛躍

3、，出現(xiàn)了順丁、乙丙、異戊橡膠；1965-1973，出現(xiàn)了熱塑性彈性體，即第三代橡膠； 茂金屬催化劑給橡膠工業(yè)帶來新的革命，現(xiàn)在已合成了茂金屬乙丙橡膠等新型橡膠品種； 環(huán)氧化、接枝、共混、動(dòng)態(tài)硫化等技術(shù)的采用(ciyng)，橡膠向著高性能化、功能化特種化方向發(fā)展。橡膠的發(fā)展歷史5.1 概述4共七十八頁國內(nèi)發(fā)展(fzhn)現(xiàn)狀從2003年起，中國即成為世界第一橡膠消費(fèi)大國；但我們又是一個(gè)橡膠資源匱乏的國家，“十五”以來，國內(nèi)消費(fèi)的天然橡膠65%以上(yshng)、合成橡膠40%以上(yshng)靠進(jìn)口。 5.1 概述5共七十八頁橡膠(xingjio)的分類通用(tngyng)合成橡膠特種合成橡膠丁

4、苯橡膠（SBR）順丁橡膠（BR）丁腈橡膠（NBR）乙丙橡膠（EPDM）氯丁橡膠（CR）異戊橡膠（IR）硅橡膠（SiR）氟橡膠（FPM）聚氨酯橡膠（PU）按來源和用途分合成 橡膠天然橡膠按形態(tài)分：固體、液體、粉末橡膠5.1 概述6共七十八頁橡膠的配合與加工(ji gng)工藝（1）橡膠(xingjio)的配合根據(jù)制品性能要求，進(jìn)行配方設(shè)計(jì)生膠體系： 天然橡膠、合成橡膠、生膠的替代材料（再生膠及熱塑性樹脂等）硫化體系： 硫化劑：硫黃、含硫化合物、過氧化物、醌類化合物、胺類化合物等； 硫化促進(jìn)劑； 硫化活性劑（提高促進(jìn)劑的活性）增強(qiáng)體系： 炭黑、白炭黑等（輪胎里含量達(dá)到50%，增強(qiáng)、耐磨）另：增塑劑

5、、防老劑、可賦予橡膠特有功能的配合劑等。5.1 概述7共七十八頁 橡膠(xingjio)的組分以生膠為主要成分，添加各種配合劑和增強(qiáng)(zngqing)材料制成的。 生 膠 指無配合劑、未經(jīng)硫化的橡膠。按原料來源有天然橡膠和合成橡膠。5.1 概述8共七十八頁 用來改善橡膠的某些性能。常用配合劑有硫化(lihu)劑、硫化(lihu)促進(jìn)劑、活化劑、填充劑、增塑劑、防老化劑、著色劑等。 硫化劑: 使生膠結(jié)構(gòu)由線型轉(zhuǎn)變?yōu)榻宦?lián)體型結(jié)構(gòu) 常用硫化劑有硫磺和含硫化合物，有機(jī)(yuj)過氧化物，胺類化合物、樹脂類化合物、金屬氧化物等。 配合劑5.1 概述9共七十八頁 活化劑：用來提高(t go)促進(jìn)劑的活性。

6、 常用活化劑有氧化鋅、氧化鎂、硬酯酸等。硫化促進(jìn)劑:縮短硫化時(shí)間，降低(jingd)硫化溫度，改善橡膠性能。 常用促進(jìn)劑有二硫化氨基甲酸鹽、黃原酸鹽類、噻唑類等有機(jī)物。 5.1 概述10共七十八頁 填充劑： 提高橡膠強(qiáng)度、改善(gishn)工藝性能和降低成本。 補(bǔ)強(qiáng)劑如炭黑、白炭黑、氧化鋅、氧化鎂等； 用于降低成本的填充劑，如滑石粉、硫酸鋇等。 增塑劑： 增加橡膠的塑性和柔韌性。 常用(chn yn)增塑劑有石油系列、煤油系列和松焦油系列增塑劑。5.1 概述11共七十八頁 防老劑：防止或延緩橡膠(xingjio)老化。 硫 化5.1 概述(i sh)胺類酚類作用機(jī)理化學(xué)防老物理防老如石蠟硫化劑

7、12共七十八頁（2）橡膠(xingjio)加工工藝包括塑煉、混煉、壓延、壓出、成型、硫化等工藝a. 塑煉： 使生膠由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂?jyu)可塑性狀態(tài)的工藝過程，依靠機(jī)械力、熱和氧的作用，使橡膠大分子斷裂，以降低分子量、粘度、彈性，獲得可塑性、流動(dòng)性和可加工性； 設(shè)備：開煉機(jī)、密煉機(jī)橡膠的配合與加工工藝5.1 概述13共七十八頁5.1 概述(i sh)14共七十八頁b. 混煉： 將各種配合(pih)劑混入生膠中制成均勻的混煉膠 設(shè)備：開煉機(jī)、密煉機(jī)橡膠的配合(pih)與加工工藝5.1 概述增強(qiáng)劑、填充劑15共七十八頁 利用壓延機(jī)輥筒之間的擠壓力作用，使物料發(fā)生塑性(sxng)流動(dòng)變形，制成

8、具有一定斷面尺寸規(guī)格和規(guī)定斷面幾何形狀的片狀或薄膜狀材料；或者將聚合物覆蓋并附著于紡織物表面，如膠布。c. 壓延(yyn)橡膠的配合與加工工藝5.1 概述16共七十八頁壓延完成的作業(yè)(zuy)：膠料的壓片、壓型、貼合、紡織物的貼膠、擦膠 設(shè)備：壓延機(jī)，最普遍為三輥或四輥5.1 概述(i sh)17共七十八頁5.1 概述(i sh)18共七十八頁 壓片：把混煉膠制成具有規(guī)定厚度、寬度和光滑表面的膠片。 壓型(y xn)：將膠料制成表面有花紋并具有一定斷面形狀的帶狀膠片，主要制造膠鞋大底、輪胎胎面。 貼合：通過壓延使兩層薄膠片合成一層膠片。 紡織物的貼膠：使膠料和織物掛膠織物的作業(yè)。 紡織物的擦膠

9、：利用壓延機(jī)輥筒轉(zhuǎn)速不同，把膠料擦入織物線縫中。5.1 概述(i sh)19共七十八頁d.壓出：膠料通過壓出機(jī)或螺桿擠出機(jī)制成各種復(fù)雜斷面形狀的半成品的工藝(gngy)過程制品：膠條、膠管、門窗密封條e. 成型(chngxng)：把構(gòu)成制品的各部件，通過粘貼、壓合等方法組成具有一定形狀的整體的制品。5.1 概述20共七十八頁f. 硫化(lihu)：膠料在一定壓力和溫度下，橡膠大分子由線性結(jié)構(gòu)(jigu)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(jigu)的交聯(lián)過程。5.1 概述21共七十八頁橡膠的使用(shyng)溫度范圍TgTf提高(t go)耐熱性改性耐寒性高溫下易臭氧龜裂氧化裂解，交聯(lián)，其他物理因素的破壞低溫下玻璃

10、化轉(zhuǎn)變或結(jié)晶變硬變脆和喪失彈性7.1.1 高彈性的特點(diǎn)22共七十八頁提高(t go)橡膠耐熱性的手段1、改變(gibin)橡膠的主鏈結(jié)構(gòu)CH2C=C臭氧破壞裂解易被氧化降解或交聯(lián)無雙鍵：如乙丙橡膠 、丙烯腈丙烯酸酯橡膠減少雙鍵：如丁基橡膠主鏈為非碳原子組成：如二甲基硅橡膠、乙基硅橡膠、甲基苯基硅橡膠7.1.1 高彈性的特點(diǎn)23共七十八頁2、改變(gibin)交聯(lián)鍵的結(jié)構(gòu)7.1.1 高彈性的特點(diǎn)(tdin)橡膠中常見交聯(lián)鍵鍵能交聯(lián)鍵鍵能（KJ/mol)C-O103.9C-C93.0C-S80.9C-S-S-C59.4S-S-S-S47.5耐熱性提高24共七十八頁幾種主要(zhyo)橡膠的使用溫度

11、橡膠Tg / 使用溫度范圍/ 順1，4聚異戊二烯7050120順1，4聚異丁烯10550140丁苯共聚物（75/25)6050140聚異丁烯7050150聚2氯丁二烯（含1，4反式85）4535180丁腈共聚物（70/30)4135175乙烯丙烯共聚物（50/50)6040150聚二甲基硅氧烷12070275偏氟乙烯全氟丙烯共聚物5550300天然橡膠(tinrnxingjio)：Tg=-73，結(jié)晶溫度：-10-407.1.1 高彈性的特點(diǎn)橡膠耐寒性不足原因？Tg過高結(jié)晶25共七十八頁提高鏈段活動(dòng)(hu dng)的能力-降低Tg氯丁橡膠Tg 45Tg 62癸二酸二丁酯Tg 80磷酸三甲酚酯Tg

12、 64Tg 571）添加(tin ji)增塑劑增塑效應(yīng)不僅取決于增塑劑化學(xué)結(jié)構(gòu)和濃度，還與增塑劑本身的Tg有關(guān)7.1.1 高彈性的特點(diǎn)提高橡膠耐寒性的手段26共七十八頁2）共聚(gngj)Tg 100 Tg 104 Tg -53 丁苯30膠Tg -42丁腈26膠Tg -32丁腈40膠7.1.1 高彈性的特點(diǎn)(tdin)為什么不能作橡膠？27共七十八頁天然橡膠(tinrnxingjio)（NR） 98%NR來自(li z)巴西橡膠樹（三葉橡膠樹）； 全世界NR的90%以上產(chǎn)自東南亞地區(qū)，主要是馬來西亞、印尼、斯里蘭卡、泰國； 至今NR的消耗量仍約占橡膠總消耗量的40%5.2 天然橡膠28共七十八

13、頁天然橡膠(tinrnxingjio)的制備與分類 固體天然橡膠分為(fn wi)通用天然橡膠、特制天然橡膠和改性天然橡膠。5.2 天然橡膠29共七十八頁（1）通用天然橡膠 ( 8個(gè)品種(pnzhng)、35個(gè)級別）煙片膠：經(jīng)凝固、壓片、煙熏等工藝制成的表面帶菱形花紋的棕色(zngs)膠片。煙片膠綜合性能好，保存時(shí)間長，物理力學(xué)性能是NR中最好的，可用于輪胎和一般橡膠制品。 海南民營瓊島牌優(yōu)級煙片膠 型號(hào)RSS3# 5.2 天然橡膠30共七十八頁皺片膠：制備方法與煙片膠相似(xin s)，只是干燥時(shí)用熱空氣而不是煙熏。其中白皺片優(yōu)于褐皺片，褐皺片只適合制作一般橡膠制品。顆粒膠（標(biāo)準(zhǔn)膠）：將壓皺

14、的膠片經(jīng)造粒機(jī)制成小顆粒，經(jīng)空氣干燥而成。60年代在馬來西亞發(fā)展起來的一個(gè)新膠種，現(xiàn)成為天然橡膠的大宗產(chǎn)品，其產(chǎn)量已超過煙膠片、皺片膠產(chǎn)量的總和。我國標(biāo)準(zhǔn)膠產(chǎn)量約占天然橡膠總產(chǎn)量的70以上。5.2 天然橡膠(tinrnxingjio)31共七十八頁天然橡膠(tinrnxingjio)分類（2）特制(tzh)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。恒粘度橡膠制膠時(shí)加入0.4% 鹽酸羥胺等羥胺類化學(xué)藥劑，與橡膠鏈上醛基作用，使醛基鈍化而抑制生膠儲(chǔ)存硬化，保持生膠粘度在一個(gè)穩(wěn)定的范圍。在制備恒粘度橡膠時(shí)，再加入4份非污染型環(huán)烷油。在制膠過程中加入

15、部分硫化膠乳，壓出速度快、制品表面光滑，特別適合形狀復(fù)雜和尺寸要求精確的制品。易操作橡膠在制膠時(shí)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。純化天然橡膠5.2 天然橡膠32共七十八頁（3）改性天然橡膠(tinrnxingjio)接枝天然橡膠(tinrnxingjio)采用化學(xué)處理方法改變原來的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)。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。加入剛性高聚物（如等規(guī)PP），使之在加工受熱時(shí)具有熱塑性，而在常溫下則具有硫化膠的特性。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)

16、品是天然橡膠與PMMA接枝共聚物。熱塑性天然橡膠天然橡膠的降解產(chǎn)物，相對分子量12萬，可澆鑄成型。液體天然橡膠5.2 天然橡膠33共七十八頁（1）天然橡膠(tinrnxingjio)的組成主要成分：橡膠烴非橡膠成分: 58%，如蛋白質(zhì)、丙酮抽出物、灰分(hu fn)、水分等天然橡膠的組成與結(jié)構(gòu)（2）天然橡膠的結(jié)構(gòu)主要成分橡膠烴是順式-1,4-聚異戊二烯的線性高聚物n為500010000，相對分子量在3萬3000萬之間，常溫下是無定形高彈性物質(zhì)。反式反式-1,4-聚異戊二烯也稱杜仲膠，分子鏈有序，易結(jié)晶，通常溫度下為硬質(zhì)固體。5.2 天然橡膠34共七十八頁 彈性佳，在通用橡膠(xingjio)里

17、僅次于順丁橡膠(xingjio)；天然橡膠的性能(xngnng)和應(yīng)用原因：NR分子主鏈上與雙鍵相鄰的 鍵容易旋轉(zhuǎn)，分子柔性好，在常溫處于無定形狀態(tài)；分子鏈上側(cè)甲基體積小，數(shù)目少，位阻效應(yīng)??；非極性分子，分子間相互作用小，對分子鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)約束和阻礙小。強(qiáng)度較高在外力作用下拉伸結(jié)晶；純 NR 硫化膠拉伸強(qiáng)度可達(dá)1725 MPa，用炭黑增強(qiáng)可達(dá)2535 MPa；5.2 天然橡膠原因：35共七十八頁天然橡膠的性能(xngnng)和應(yīng)用加工性能(xngnng)好，容易進(jìn)行塑煉、混煉、壓延、壓出等； 良好的耐屈撓疲勞性能，滯后損失小，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、

18、熱氧）差5.2 天然橡膠 具有最好的綜合力學(xué)性能和加工性能，廣泛應(yīng)用于輪胎、膠管、膠帶等各種工業(yè)橡膠制品，是用途最廣的橡膠品種。36共七十八頁丁苯橡膠（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(hchngxinjio)；2005年，SBR約占合成橡膠總產(chǎn)量的37.4，是產(chǎn)量和消耗量最大的合成橡膠膠種。通用(tngyng)合成橡膠聚合方法：乳液聚合（自由基）、溶液聚合（陰離子）（1）制備和品種5.3 通用合成橡膠37共七十八頁乳液聚合丁苯橡膠溶液聚合丁苯橡膠高溫(gown)丁苯橡膠（1000系列）低溫(dwn)丁苯橡膠（1500系

19、列）烷基鋰溶聚丁苯橡膠高苯乙烯丁苯橡膠低溫充油丁苯橡膠（1700系列）低溫丁苯橡膠炭黑母煉膠（1600系列）醇烯溶聚橡膠錫偶聯(lián)溶聚丁苯橡膠高反式丁苯橡膠丁苯橡膠羧基丁苯橡膠5.3 通用合成橡膠38共七十八頁（2）丁苯橡膠的結(jié)構(gòu)、性能(xngnng)與應(yīng)用宏觀結(jié)構(gòu)：單體比例、平均分子量、分子量分布、分子結(jié)構(gòu)(fn z ji u)的線性和非線性、凝膠的含量等；微觀結(jié)構(gòu)：順式、反式- 1,4、1,2-結(jié)構(gòu)的比例以及 St 和丁二烯單元的分布等結(jié)構(gòu)5.3 通用合成橡膠39共七十八頁隨著St含量增加，Tg升高，模量增加，彈性下降，拉伸強(qiáng)度(qingd)先升高后下降，在St含量為50%達(dá)到最大值；側(cè)乙烯基

20、及苯乙烯含量增加，溶聚丁苯橡膠的磨耗指數(shù)下降，加工性能和抗?jié)窕阅芴岣撸蝗榫跾BR的St含量為23.5%時(shí)，綜合性能最好。（2）丁苯橡膠的結(jié)構(gòu)(jigu)、性能性能5.3 通用合成橡膠40共七十八頁分子結(jié)構(gòu)不規(guī)整(u zhn)，不能結(jié)晶，側(cè)基的存在使大分子鏈柔性較差生膠強(qiáng)度低，必須加炭黑等增強(qiáng)劑，才具有使用價(jià)值；不飽和度比NR低，雙鍵的反應(yīng)活性也略低于NRSBR的耐熱性、耐老化性、耐磨性均優(yōu)于NR； SBR加工性能不如NR，不容易塑煉，對炭黑浸潤性差抗?jié)窕阅芎茫瑢β访娴淖ブΥ?，且具有一定的耐磨性，是輪胎胎面膠的好材料。（2）丁苯橡膠的結(jié)構(gòu)(jigu)、性能5.3 通用合成橡膠41共七十八頁

21、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。高St的SBR適合制造高硬度質(zhì)輕的制品，如鞋底(xi d)、滑冰輪、鋪地材料、硬質(zhì)膠管等。（3）丁苯橡膠的應(yīng)用(yngyng)5.3 通用合成橡膠42共七十八頁2005年產(chǎn)量占到合成橡膠(hchngxinjio)產(chǎn)量的23聚合(jh)方法：乳液聚合(jh)、溶液聚合( 1,2-加成、順式1,4-加成、反式1,4-加成）（1）制備和品種聚丁二烯橡膠（butadiene rubber, BR）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3540%，Li催化劑）高順式BR（順式969

22、8%，Ni、Co催化劑）聚丁二烯 橡膠高、中乙烯基BR（ 70%、 3555%）本體聚合：丁鈉橡膠（已淘汰）5.3 通用合成橡膠43共七十八頁 1,2-鍵合（全同、間同、無規(guī)）、1,4-鍵合（順式、反式），含量和分布通過選擇不同的催化體系加以控制，聚丁二烯橡膠是由上述幾種結(jié)構(gòu)組成(z chn)的無規(guī)共聚物。 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-95，含量為95%，Tg 為-15；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3555%時(shí)具有最好的綜合

23、性能 順丁橡膠分子鏈柔順（2）聚丁二烯的結(jié)構(gòu)(jigu)、性能和應(yīng)用5.3 通用合成橡膠44共七十八頁 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NR和SBR，特別適于輪胎、鞋底、鞋后跟的制備 填充性好，對炭黑的浸潤能力強(qiáng)，使其較好的分散(fnsn)，有利于降低成本。 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(shn dn xin jio)優(yōu)點(diǎn)：5.3 通用合成橡膠45共七十八頁 拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度低，不耐刺扎和切割； 抗?jié)窕阅懿?，在車速高、路面平滑、濕路面上?/p>

24、用(shyng)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(shn dn xin jio)的缺點(diǎn)：順丁橡膠一般很少單獨(dú)使用，都是與其他橡膠并用。5.3 通用合成橡膠46共七十八頁1984年，德國Nordsiek提出(t ch)集成橡膠概念；同年，德國Nls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Goodrear橡膠輪胎公司將SIBR產(chǎn)業(yè)化。集成(j chn)橡膠5.3 通用合成橡膠47共七十八頁（1）集成(j chn)橡膠的結(jié)構(gòu) 一般組成：St含量040%，異戊二烯Ip含量1545%，Bd含量4070%； 序列結(jié)構(gòu)：完

25、全無規(guī)型（一步投料） 嵌段-無規(guī)型（多步投料，PB-（IB均聚）、PI-（SB無規(guī)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)(xin ti)：集成橡膠的鏈段結(jié)構(gòu)不同，各鏈段間彼此相容性不好，出現(xiàn)球狀、柱狀、層狀等微觀相分離。5.3 通用合成橡膠48共七十八頁（2）集成橡膠(xingjio)的性能 優(yōu)異低溫性能（Tg為-100）丁二烯或異戊二烯均聚段； 優(yōu)異耐濕滑性能S-I-B或S-B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(m dun)數(shù)目；5.3 通用合成橡膠49共七十八頁異丁烯和

26、少量(sholing)異戊二烯（0.53%）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(dn j xin jio)（isobutylene and isoprene rubber, IIR）（1）制備和品種5.3 通用合成橡膠50共七十八頁（2）丁基橡膠(dn j xin jio)的結(jié)構(gòu) 主鏈上含有極少量的異戊二烯，雙鍵含量少 主鏈周圍含有數(shù)目多而密集的側(cè)甲基分子排列比較規(guī)整，出現(xiàn)部分結(jié)晶，Tm 為45低溫下不易結(jié)晶，高拉伸(l shn)可結(jié)晶，一種非極性的結(jié)晶橡膠5.3 通用合成橡膠51共七十八頁氣密性非常

27、好，透氣性是SBR的1/8，NR的1/20，BR的1/30，適合制作氣密性產(chǎn)品，如內(nèi)胎、球膽、瓶塞等； 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)(huxu)穩(wěn)定性和絕緣性； 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1015倍； 丁基橡膠硫化速度慢，需要高溫或長時(shí)間硫化； 與其他橡膠的相容性較差，僅能與乙丙橡膠、聚乙烯并用。（3）丁基橡膠的性能(xngnng)與應(yīng)用5.3 通用合成橡膠52共七十八頁以乙烯、丙烯為原料，采用釩或鈦的氯化物與烷基(wn j)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。乙丙橡膠（1）制備(

28、zhbi)和品種根據(jù)是否加入第三單體可分為 二元乙丙橡膠和三元乙丙橡膠第三單體主要有：降冰片烯（ENB）、雙環(huán)戊二烯（DCPD）、1,4-己二烯（HD）5.3 通用合成橡膠53共七十八頁 二元乙丙橡膠不能用硫化；三元乙丙橡膠主鏈為飽和結(jié)構(gòu)，側(cè)鏈帶不飽和基團(tuán)（12mol%），三元體系保持二元乙丙橡膠的各種優(yōu)良特性，且可硫黃硫化；常用(chn yn)乙丙橡膠為無定形橡膠，在較寬溫度范圍內(nèi)保持良好的柔性和彈性；乙烯含量在60%左右，綜合性能最好。（2）乙丙橡膠的結(jié)構(gòu)(jigu)5.3 通用合成橡膠54共七十八頁優(yōu)異耐熱性、耐老化性，120可長期使用； 耐化學(xué)腐蝕性能好，對各種極性藥品、酸、堿均有較強(qiáng)

29、的抗耐性；良好的彈性和低溫性能，在通用(tngyng)橡膠中僅次于天然橡膠和順丁橡膠； 耐水性優(yōu)異，在通用合成橡膠中是最好的； 在所有橡膠中，密度最低，具有高填充性； 缺點(diǎn):采用硫黃體系硫化速度慢，難與不飽和橡膠并用，耐燃性、耐油性、氣密性、粘結(jié)性較差。（3）乙丙橡膠的性能(xngnng)與應(yīng)用應(yīng)用：主要是車窗密封條、散熱器軟管等5.3 通用合成橡膠55共七十八頁以2-氯-1,3-丁二烯為原料，采用自由基乳液聚合而成以反式1，4-加成為主，占8892%反式結(jié)構(gòu)(jigu)易于結(jié)晶，結(jié)晶能力大于NR、順丁和丁基橡膠硫化和氧化反應(yīng)活性均比NR、SBR、丁腈和順丁橡膠低，耐老化性能比一般不飽和橡膠好

30、得多。氯丁橡膠(l dn xin jio)（chloroprene rubber，CR）（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：5.3 通用合成橡膠56共七十八頁（2）分類(fn li)：硫調(diào)型非硫調(diào)型專用型：用于膠粘劑及其它特殊(tsh)用途，多為結(jié)晶性很大的均聚物或共聚物。采用硫磺作調(diào)節(jié)劑，易于交聯(lián)，但儲(chǔ)存穩(wěn)定性差。采用硫醇作調(diào)節(jié)劑，硫化速度慢，儲(chǔ)存穩(wěn)定性好。氯丁橡膠5.3 通用合成橡膠57共七十八頁所有合成橡膠中密度最大的（1.231.25）；氯原子存在極性橡膠(xingjio)；良好結(jié)晶能力良好的力學(xué)性能，自增強(qiáng)橡膠；優(yōu)異耐燃性能和粘結(jié)性能；耐氧化性能僅次于乙丙和丁基橡膠，耐油性僅次于丁腈橡膠；應(yīng)用領(lǐng)域：阻燃

31、制品(zhpn)、耐油制品(zhpn)、粘合劑等（3）性能用途：氯丁橡膠（chloroprene rubber，CR）5.3 通用合成橡膠58共七十八頁 特種用途、用量較少； 多屬于飽和(boh)橡膠（丁腈除外）；多為極性橡膠（硅橡膠除外）。特種(tzhng)合成橡膠5.4 特種合成橡膠59共七十八頁目前用量最大的特種合成橡膠；以丁二烯和丙烯腈為原料，采用自由基乳液聚合而成，以低溫(dwn)聚合為主； 丙烯腈的含量是影響丁腈橡膠的重要指標(biāo)，其含量一般在1550%范圍內(nèi)。丁腈橡膠(dn jn xin jio)（1）制備和品種5.4 特種合成橡膠60共七十八頁（1）丁腈橡膠的制備(zhbi)和品種

32、特殊(tsh)丁腈橡膠通用丁腈橡膠極高丙烯腈橡膠（CAN含量43%）低高丙烯腈橡膠（CAN含量24%）中高丙烯腈橡膠（CAN含量3135%）高丙烯腈橡膠（CAN含量3642%丁腈橡膠中丙烯腈橡膠（CAN含量2530%）氫化、羧基、液體、粉末丁腈橡膠5.4 特種合成橡膠61共七十八頁（2）丁腈橡膠(dn jn xin jio)的結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用 化學(xué)(huxu)結(jié)構(gòu)丙烯腈含量提高，大分子極性增加，內(nèi)聚能密度提高，加工性能變好，硫化速度加快，耐熱、耐磨性能、氣密性提高，但彈性降低，耐寒性能下降。屬于非結(jié)晶性的極性不飽和橡膠，耐油性僅次于聚硫橡膠、氟橡膠、丙烯酸酯橡膠。用途：耐油制品，耐油膠管、膠輥

33、、密封圈、貯槽襯里等。5.4 特種合成橡膠62共七十八頁 羧基丁腈橡膠：與丙烯酸類第三單體共聚，如丙烯酸或甲基丙烯酸；羧基的加入，增加了極性，耐油性進(jìn)一步提高，還具有突出的高強(qiáng)度；良好的粘著性和耐老化性能。 液體丁腈橡膠：分子量6007000，主要作固體丁腈橡膠的增塑劑用； 高飽和丁腈橡膠（氫化丁腈橡膠）：將丁腈橡膠溶于適當(dāng)溶劑中，催化加氫得到(d do)；耐油性，耐熱性提高（3）特種(tzhng)丁腈橡膠5.4 特種合成橡膠63共七十八頁由硅氧烷與其他(qt)有機(jī)硅單體共聚而成 分子鏈兼有無機(jī)和有機(jī)性質(zhì)的高分子彈性體硅橡膠（1）硅橡膠的制備(zhbi)和品種加成反應(yīng)型硅橡膠熱硫化硅橡膠硅橡膠

34、有機(jī)過氧化物硫化劑，經(jīng)加熱自由基交聯(lián)，分子量4060萬，是最早應(yīng)用的一類橡膠。室溫硫化硅橡膠分子量較低，常為粘稠狀液體，分子兩端含有羥基或乙酰氧基，這些活性官能團(tuán)發(fā)生縮合反應(yīng)，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)而成為彈性體。官能度為2的含乙烯端基的聚二甲基硅氧烷在鉑催化劑作用下，與多官能度含氫硅烷加成而交聯(lián)，生膠一般為液態(tài)。5.4 特種合成橡膠64共七十八頁 分子主鏈由Si和O交替組成，主鏈高度飽和，Si-O鍵的鍵能（165kJ/mol）比C-C鍵能（84kJ/mol）大得多；Si-O柔順性好，分子內(nèi)、分子間的作用力小，硅橡膠屬于一種半無機(jī)的飽和、雜鏈、非極性彈性體；優(yōu)異的耐高、低溫性能，所有橡膠中最寬的工作溫度范

35、圍（-100350）；優(yōu)異的耐老化（熱氧、臭氧、氣候）性能，極好(j ho)的疏水性及電絕緣性，并具有低表面能和表面張力；（2）硅橡膠的結(jié)構(gòu)、性能(xngnng)與應(yīng)用R、R1、R2為甲基、乙烯基、氟原子、氰基、苯基等5.4 特種合成橡膠65共七十八頁 缺點(diǎn)：不耐酸堿、遇到酸堿發(fā)生解聚；生膠的強(qiáng)度很低（0.3MPa） 使用(shyng)常加增強(qiáng)劑白炭黑廣泛應(yīng)用于宇航工業(yè)、電子、電氣工業(yè)的防震、防潮灌封材料，汽車工業(yè)的密封件和醫(yī)療衛(wèi)生制品等5.4 特種(tzhng)合成橡膠66共七十八頁主鏈或側(cè)鏈上含有氟原子(yunz)的一類高分子彈性體氟橡膠（1）氟橡膠的制備(zhbi)和品種全氟醚類氟橡膠含

36、氟烯烴類橡膠偏氟乙烯（VDF）-六氟丙烯（HFP）共聚物（26型）偏氟乙烯（VDF） -四氟乙烯（TFE） -六氟丙烯（HFP）-可硫化單體共聚物偏氟乙烯（VDF）-四氟乙烯（TFE）-六氟丙烯（HFP）共聚物氟橡膠亞硝基類氟橡膠氟化膦腈類氟橡膠偏氟乙烯（VDF）-三氟氯乙烯共聚物5.4 特種合成橡膠67共七十八頁 偏二氟乙烯與六氟丙烯的乳液共聚物; 分子主鏈高度飽和，極性非常大，分子間作用大，屬于碳鏈飽和極性橡膠； 氟含量提高，耐化學(xué)品性能提高，但低溫性能下降；硫化(lihu)體系：過氧化物硫化(lihu)體系、二胺類硫化(lihu)體系和雙酚硫化(lihu)體系。（2）氟橡膠的結(jié)構(gòu)(jig

37、u)、性能與應(yīng)用26型氟橡膠：5.4 特種合成橡膠68共七十八頁優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，耐化學(xué)品性(pnxng)和耐腐蝕性是所有橡膠中最好的；優(yōu)異的耐油以及耐芳烴類溶劑；彈性較小，低溫性能較差（26型：-20210），不易加工；對低分子脂類、醚類、酮類、胺類等親核性化學(xué)品的抗耐性較差。（2）氟橡膠的結(jié)構(gòu)(jigu)、性能與應(yīng)用主要用途：航空航天、導(dǎo)彈、火箭等領(lǐng)域的密封制品。5.4 特種合成橡膠69共七十八頁以丙烯酸酯為主要單體，與少量帶有可提供交聯(lián)反應(yīng)的活性基團(tuán)的單體共聚而成的一類高分子彈性體；飽和主鏈結(jié)構(gòu)使丙烯酸酯橡膠具有良好的耐熱氧老化和耐臭氧老化性能 ，極性酯基使其表現(xiàn)出良好的耐油性，特別(tb

38、i)是在熱油中，耐油性僅次于氟橡膠；耐寒性較差，酯基易水解，在酸堿中不穩(wěn)定。廣泛應(yīng)用于耐高溫、耐熱油的制品中，尤其是各類汽車的密封件。丙烯酸酯橡膠(xingjio)5.4 特種合成橡膠70共七十八頁指在常溫下具有橡膠的彈性，高溫(gown)下具有可塑化成型特性的一類彈性體材料；最早商業(yè)化熱塑性彈性體是20世紀(jì)50年代聚氨酯彈性體；20世紀(jì)60年代，SBS彈性體問世熱塑性彈性體與橡膠(xingjio)相比，熱塑性彈性體的優(yōu)點(diǎn)： 加工方式簡單，可采用注壓、擠出、吹塑、模壓等工藝，取代了傳統(tǒng)橡膠的硫化工藝；加工助劑和配合劑較少；材料可以反復(fù)使用，有利于回收和保護(hù)環(huán)境；產(chǎn)品尺寸精度高，質(zhì)量輕。5.5 熱塑性彈性體71共七十八頁根據(jù)制備方式分為(fn wi)共聚和共混兩大類：共混型熱塑性彈性體共聚(gngj)型熱塑性彈性體苯乙烯嵌段共聚類（S-D-S）聚酯類（TPEE）聚氨酯類（TPU）熱塑性彈性體聚酰胺類聚烯烴類采用機(jī)械共混使橡膠與塑料在熔融共混時(shí)形成兩項(xiàng)結(jié)構(gòu)熱塑性硫化膠5.5 熱塑性彈性體72共七十八頁SBS彈性體St和Bd的嵌段共聚型熱塑性彈性體；隨著St含量增加，SBS的彈性減小，硬度增加，拉伸強(qiáng)度增加，最終