橡胶工艺学-第一章生胶.ppt

第一章生胶 学习要求概述第一节天然橡胶第二节合成橡胶第三节其它形式橡胶品种第四节硫化胶粉和再生胶 第一章生胶 学习要求 学习目的 生胶和橡胶类似物是橡胶工业最基本的原料 通过本章的学习 了解各种生胶的化学组成 结构 和品种类型以及其使用特点 掌握天然胶和主要通用合成橡胶的特性 学习重点 重点阐明天然橡胶和通用合成胶的化学组成与特性之间的关系 学习难点 生胶的化学组成与特性之间的关系 概述 一 橡胶的分类 1 按来源与用途分2 按外观形态分3 按交联方式4 按化学结构分类 1 按来源与用途分 天然橡胶通用合成橡胶合成橡胶特种合成橡胶 2 按外观形态分 固体 块状及片状 橡胶液体橡胶粉末橡胶 目前工业主要应用形式 3 按交联方式分 化学交联的传统橡胶热塑性弹性体 常温下具有橡胶的弹性 高温下具有可塑化成型的一类弹性体 4 按化学结构分 碳链橡胶 杂链橡胶 不饱和非极性橡胶 NR SBR BR IR 不饱和极性橡胶 NBR CR 饱和非极性橡胶 EPM EPDM IIR 饱和极性橡胶 FPM CPE ACM 丁吡橡胶 聚乙烯醇橡胶 乙烯 丙烯酸甲酯橡胶 MVQ AU EU CO ECO T 第一节天然橡胶 NaturalRubber 一 天然橡胶的加工 品种和分级二 天然橡胶的化学成分和分子结构三 天然橡胶的特性及用途 一 天然橡胶的加工 品种和分级 天然橡胶是从天然植物中采集并经加工而得到的一种高弹性材料 1 加工 胶乳处理 凝固 机械处理 干燥 产品分级包装 净化 混合 稀释 用甲酸或乙酸凝固 脱水 压绉 造粒 采用热风穿透干燥法 2 品种 三叶橡胶树产的橡胶 通用类特种类改性类其他植物产的橡胶 银菊橡胶杜仲橡胶 恒粘橡胶 它是在制胶时加入了占干胶重量0 4 的中性盐酸羟胺或中性硫酸羟胺或氨基脲等羟胺类化学药剂 使之与橡胶链上的醛基作用 将醛基钝化而抑制生胶贮存硬化 保持生胶的粘度在一个稳定的范围 固定粘度橡胶的主要特点是生胶门尼粘度低而且稳定 3 分级 1 按外观质量分级如烟胶片及绉胶片 2 按理化指标分级理化指标 杂质 塑性保持率 塑性初值 氮含量 灰分含量挥发分含量 颜色指数等 颗粒胶按此法分级 两种分级方法 绉片胶 烟片胶 二 天然橡胶的化学成分和分子结构 1 化学成分 橡胶烃 92 95 非橡胶物质 蛋白质 2 0 3 0 丙酮抽出物 1 5 4 5 水分 0 3 1 0 水溶物 1 0 灰分 0 2 0 5 三叶橡胶 杜仲胶 古塔波胶等 2 分子结构 三叶橡胶绝大多数分子量在3万 3000万之间 其平均分子量约为70万左右 分子量分布指数在2 8 10之间 分子量分布一般为双峰 3 分子量及其分布 4 特性NR的密度为0 913g cm3 Tg 72 Tf 130 开始分解温度为200 激烈分解温度为270 1 为不饱和性橡胶 化学性质活泼 不耐老化 2 为非极性橡胶 不耐烃类溶剂 3 结晶性橡胶 有自补强作用 4 综合性能好 工艺性能好 物理机械性能好 5 耐气透性和电绝缘性良好 5 用途 NR的通用性最广 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 第二节合成橡胶 SyntheticRubber 一 合成橡胶的发展概况 命名及分类 概念 发展概况 命名 合成橡胶是由各种单体经聚合反应或缩合反应而制成的高弹性聚合物 趋于按原料单体组成来命名如由丁二烯聚合的叫丁二烯橡胶 由丁二烯和苯乙烯共聚的则叫丁苯橡胶 分类 初期研究 甲基工业化时期 1940 1954年间的进展 工业化时期 分类趋于按其性能和用途可分为 通用合成橡胶 性能与NR相近 物机性能和加工性能较好 特种合成橡胶 具有特殊性能 二 通用合成橡胶 一 聚丁二烯橡胶 顺丁胶 BR 无色或浅色 透明 1 制法及分子结构溶聚法 乳聚法分子结构 2 品种类型 高顺式聚丁二烯橡胶 顺式结构含量为97 99 中顺式聚丁二烯橡胶 顺式结构含量为90 95 低顺式聚丁二烯橡胶 顺式结构含量为32 40 应用的主要品种 3 特性 不饱和性橡胶 可与硫磺及氧起反应 化学活性较NR低 耐热耐老化性较NR好 非极性橡胶 耐油性差 结晶性橡胶 无自补强作用 强度低 弹性高 最高 耐低温 Tg 105 耐磨 Tg有关 生热小 加工性能差 对温度敏感 温度高则易脱辊 不耐撕裂 粘着性差 抗湿滑性不佳 较易冷流 4 用途 制造轮胎胎面以及耐寒制品 常与NR SBR并用 二 丁苯橡胶 SBR 1 制法及分子结构它是丁二烯和苯乙烯 70 30 的共聚物 为浅黄褐色弹性体 分子结构 2 品种类型 按制法分 3 特性 不饱和性橡胶 化学活性较NR低 硫化速度较慢 耐热耐老化性较好 非极性橡胶 耐油性差 比NR稍好 非结晶性橡胶 无自补强性 纯胶强度为1 4 3 0MPa 因此需用炭黑补强 耐磨性 耐气透性良好 弹性低 耐寒性 自粘性差 生热大 加工收缩性大 充油后能降低生热 加工性能好 另外 SBR不易过炼 可塑度均匀 4 用途 SBR主要用于制造轮胎胎面 也用于制造胶管 胶带 胶鞋大底 与NR BR并用 弥补其性能上不足 三 聚异戊二烯橡胶 异戊橡胶 IR IR为白色或乳白色半透明弹性体 有 合成天然橡胶 之称 1 品种类型及微观结构根据所用催化剂的不同分为钛型 高顺式 和锂型 中顺式 注 我国采用稀土催化剂体系来合成异戊橡胶 称为稀土胶 其顺式1 4含量约为94 异戊橡胶与天然橡胶的结构和性质差别 1 杂质少 凝胶含量低 质地较纯净 2 分子量分布较窄 生胶门尼粘度较低 3 因IR的微观结构中顺式含量低于NR 故结构的规整性低于天然橡胶 2 性能 与NR相比 硫化速度较慢 硫化胶的拉伸强度 定伸应力 撕裂强度和硬度等均较低 而扯断伸长率较大 弹性较好 生热小 抗龟裂性好 耐水性 电绝缘性及耐老化性比NR好 易于塑炼 流动性优于NR 但对填料的分散性及粘着性比NR差 3 用途 一切用天然橡胶的场合 几乎都可以用异戊橡胶代替 四 乙丙橡胶 EPM EPDM 乙丙橡胶为白色至浅黄色半透明状的无规弹性体 1 品种及分类 热塑性乙丙橡胶 二元共聚物 改性乙丙橡胶 三元共聚物 D型 E型 H型 2 二元乙丙橡胶 EPM 分子结构式 EPM为饱和性橡胶 有优异的耐老化性能 不能用硫磺来硫化 必须用过氧化物来硫化 3 三元乙丙橡胶 EPDM 乙叉型 E型 双环型 D型 EPDM H型 4 特性 饱和性橡胶 耐热 耐老化 耐化学腐蚀性优秀 化学稳定性极高 非极性橡胶 耐油性差 非结晶性橡胶 无自补强性 需补强 弹性好 仅次于NR BR 耐冲击性能好 分子上为单键 耐热水 电绝缘性相当好 可用硫磺来硫化 也可用过氧化物来硫化 但二元乙丙橡胶只能用过氧化物来硫化 5 用途 主要用于要求耐老化 耐水 耐腐蚀及电气绝缘等领域 如轮胎胎侧 内胎 汽车配件 电线电缆等 硫化速度慢 与其他不饱和橡胶并用难 自粘性及互粘性较差 加工性能不好 五 丁基橡胶 IIR 异丁烯橡胶 1 分子结构IIR由异丁烯与少量异戊二烯单体在低温下 约 100 共聚而成 呈白色或灰白色半透明状 2 分类一般品种 按不饱和度分 0 6 1 0 mol 1 1 1 5 mol 1 6 2 0 mol 丁基橡胶2 1 2 5 mol 2 6 3 3 mol 卤化品种 氯化丁基橡胶 溴化丁基橡胶 3 特性 饱和性橡胶 耐热 耐臭氧 耐化学腐蚀性能优良 非极性橡胶 耐油性差 结构较规整 伸长时能结晶 Tg 65 强度较高 具有优异的气密性 良好的绝缘性能 体积电阻大 减震消音 硫化速度慢 双键少 并用性能差 粘着性差 易生热 弹性较小 气密性取决于气体在橡胶中的扩散率 4 卤化丁基橡胶5 用途 为了提高IIR的硫化速度 提高与不饱和橡胶的相容性 改善自粘性和与其它材料的互粘性 对IIR进行了卤化 包括氯化和溴化 卤化物为CIIR和BIIR 内胎 无内胎轮胎的气密层 医用瓶塞 耐化学腐蚀制品 减震制品等 六 氯丁橡胶 CR 1 分子结构CR是由氯丁二烯为单体 采用乳液聚合而成的一种高分子弹性体 呈浅黄色至褐色 2 品种类型 G型 硫调节型 即以硫作调节剂 秋兰姆作稳定剂 可单独用金属氧通用型化物来硫化 W型 非硫调节型 仅以TETD稳定 不含硫黄 需用金属氧化物 硫黄氯丁橡胶和促进剂进行硫化 粘接型 作粘接剂专用型特殊用途型 3 特性 不饱和性橡胶 化学性质稳定 耐老化性能优良 极性橡胶 耐油耐溶剂性能优良 气密性 粘着性好 有导电性 易结晶性 Tg 43 有自补强作用 有自熄性 阻燃 贮存稳定性差 对温度敏感 需用金属氧化物 ZnO MgO 来硫化 弹性较低 耐寒性较差 低温使用不理想 极性橡胶共同点 4 用途CR主要用于制造胶管 胶带 化工设备衬里 胶粘剂等 七 丁腈橡胶 NBR 1 分子结构通用型NBR由丁二烯和丙烯腈 ACN 通过乳液聚合法共聚而成 呈浅黄色至棕褐色 2 品种类型 极高ACN含量43 以上 高ACN含量36 42 普通品种中高ACN含量31 35 中等ACN含25 30 低ACN含量18 24 丁腈橡胶国产有高 中 低三种 氢化丁腈橡胶 羧基丁腈橡胶特殊品种液体丁腈橡胶 粉末丁腈橡胶 3 特性 非结晶 不饱和的极性橡胶 强度低 优异的耐油 耐溶剂性 耐热 耐老化 耐磨性较好 耐气透性良好 有极性的缘故 但电绝缘性不好 属于半导体 弹性 耐寒性 耐屈挠性 抗撕裂性较差 4 用途 耐油制品 化工衬里 胶辊及导电橡胶等 与PVC并用以进一步提高它的耐油 耐臭氧老化性能 三 特种合成橡胶 一 硅橡胶 Q 1 概念及分类硅橡胶是指分子主链为 Si O 无机结构 侧基为有机基团 主要为甲基 的一类弹性体 按硅橡胶的硫化机理不同 可把硅橡胶分为三大类 有机过氧化物引发自由基交联型 热硫化型 硅橡胶缩聚反应型 室温硫化型 加成反应型 2 主要品种及特性 1 二甲基硅橡胶 MQ 2 甲基乙烯基橡胶 MVQ 3 甲基苯基乙烯基硅橡胶 MPVQ 4 氟硅橡胶 MFQ或FVMQ 5 腈硅橡胶 MNQ 3 性能 1 非碳链饱和性橡胶 能结晶 弹性 耐寒性 耐热性 耐老化性及耐腐蚀性好 硅橡胶是所有橡胶中使用温度范围最宽的 2 无毒无味 具有生理惰性 有相当好的稳定性 3 强力低 耐酸碱性不好 需用白炭黑补强 不能用硫黄硫化 而是用过氧化物进行交联 4 用途 航空航天工业 医疗卫生 如人造器官等 领域 在汽车 造船 仪表 电器及电子等方面也有应用 例 某些硅橡胶制品 硅橡胶制品 二 氟橡胶 FPM 氟橡胶是由含氟单体经过聚合或缩合而得到的分子主链或侧链的碳原子上连有氟原子的弹性聚合物 1 常用氟橡胶 1 凯尔型氟橡胶 23型 2 维通型氟橡胶 26型 2 特性 为结晶性 饱和 极性的橡胶 耐热性 300 耐化学腐蚀性 耐油性较好 是唯一能耐发烟H2SO4的橡胶 需用过氧化物 有机胺及其衍生物来硫化 硫化需分两段进行 26型氟橡胶典型配合 氟橡胶100 3 硫化剂3 MgO4 MT20 气密性与IIR相近 弹性 耐寒性较差 机械强度不高 3 用途制耐高温 耐腐蚀 耐油制品 三 聚氨酯橡胶 U 1 分子结构式聚氨酯橡胶 U 是聚氨基甲酸酯橡胶的总称 它由聚酯 或聚醚 与二异氰酸酯类化合物缩聚而成 结构式 其中 R1 聚酯或聚醚链段 为柔性链段R2 苯核 萘核 联苯核 为刚性链段 氨基甲酸酯 内聚能大 为刚性链段 2 品种分类按化学结构分聚酯型 AU 聚醚型 EU 聚氨酯橡胶混炼型按加工方法分浇注型热塑性 3 性能4 用途 制造高强度 高耐磨和耐油的制品 在泡沫橡胶中运用较多 利用异氰酸酯与水反应放出CO2 饱和性橡胶 拉伸强度高 27 5 41 2MPa 耐磨性最好 耐油 耐氧化 耐臭氧 耐寒性能好 气密性仅次于IIR 易水解 不耐酸碱 生热大 互粘性不好 四 丙烯酸酯橡胶 ACM 丙烯酸酯橡胶是由丙烯腈与其它不饱和单体共聚而制得 常见的品种是丙烯酸丁酯与丙烯腈的共聚物 性能 具有饱和性与极性橡胶的共同特性 最大的特点是兼有优越的耐热和耐油性 但耐寒性 耐水性差 用途 用于制汽车耐热油橡胶配件 五 氯磺化聚乙烯 CSM 氯磺化聚乙烯是聚乙烯的衍生物 是用氯和二硫化碳处理而得到的一种高分子弹性体 分子结构式 性能 饱和性橡胶 耐热 150 耐老化 加工性良好 极性橡胶 耐油 耐燃 抗臭氧性能及耐日光曝晒下的自然老化优越 自粘性和互粘性差 低温性能较差 56 以下发脆 用途 制耐酸碱衬里 胶布及一般耐油制品 六 氯醚橡胶 CO ECO 氯醚橡胶指侧基上含有氯的聚醚型橡胶 由环氧氯丙烷均聚或与环氧乙烷共聚而得 均聚物 CO共聚物 ECO 性能 极性橡胶 具有良好的弹性 耐寒性 耐油性 耐热性以及良好的气密性 粘着力和自熄性 为目前兼有耐寒和耐油性最好的一种橡胶 但强度较低 耐磨性差 且不能用硫磺来硫化 用途 制耐油 耐寒 耐臭氧制品及胶粘剂 七 聚硫橡胶 T 聚硫橡胶通常是由甲醛或有机二卤化物和碱金属的多硫化物经缩聚反应而制得的一类在分子主链上含有硫原子的饱和弹性体 聚硫橡胶分液态 固态及胶乳3种 其中液态橡胶应用最广 大约占总量的80 其化学结构通式为 式中 x 2 4 R为亚乙基 亚丙基 二亚乙基缩甲醛 二亚丁基缩甲醛 二亚丁基醚等 特性及用途 具有优异的耐油 耐非极性溶剂 耐化学药品性能 耐氧 耐臭氧老化性和气密性良好 但压缩永久变形大 使用温度范围较窄 含硫量高的原因 主要用作密封材料 填缝材料 涂料等 小结 R类 主链为不饱和的碳链 NR IR SBR BR CR NBRM类 主链为饱和的碳链 EPM EPDM FPM ACM CSMQ类 主链含硅原子 MQ MVQ MFQ FVMQ MNQ MPVQU类 主链含C N O AU EUO类 主链含O CO ECO 第二节其它形式橡胶品种 一 液体橡胶1 概念及发展简史液体橡胶是指物质相对分子质量在10000以下常温下具有流动性的聚合物 作为液体橡胶 应具有如下特性 物质相对分子质量适当低 以保持呈流动状态 能在进行交联的同时产生分子链增长反应 形成一种没有分子末端的闭合交联网 以获得足够高的强度 发展简史 1923年HVHARDMAN 哈德曼 将NR进行解聚 制成液体解聚NR 用作胶粘剂 此后 二烯类以外的液体橡胶也陆续问世 1929年出现液体聚硫橡胶 随后液体聚氨酯橡胶 液体硅橡胶相继出现 二战末期 1944 1945年 在液体橡胶被用于火箭技术后 二烯系液体橡胶才被当作重要研究对象 从而导致几乎所有的固体橡胶都生产出了相应的液体橡胶 1960年URANECK 尤拉尼克 等人研制出遥爪型液体橡胶 制得与固体橡胶相类似的结构和性能的橡胶制品 从而促进了发展 2 液体橡胶的品种及分类 1 遥爪 型预聚物 2 非遥爪 型预聚物 固体橡胶 普通液体橡胶 遥爪液体橡胶交联示意图如下 3 液体橡胶的制法 自由基聚合 阴离子聚合加聚法 多用 缩聚法阳离子聚合 配位聚合降解法 4 特征及用途 简化了生产工艺 不需经炼胶等工艺程序 易于实现机械化 自动化和连续化 可象普通橡胶那样与配合剂配合使用 但硫化剂的选用要有相对应性 液体橡胶经遥爪后其硫化胶强度仍不可能达到普通橡胶的强度 且比对应的固体橡胶贵 若工艺不实现连续化 成本反而较高 相对分子质量低 适用于浇注成型 可用作胶粘剂 涂料 油漆 浇注型制品及固体燃料的推进剂 也可作加工助剂 二 热塑性弹性体 1 概念指在常温下具有橡胶的弹性 在高温下又能塑化成型的一类聚合物 介于塑料与橡胶之间的材料 2 分类及结构特点 分类按交联方式物理交联型化学交联型热塑性弹性体嵌段共聚物按聚合物的结构特点接枝共聚物其它类习惯上 依化学组成分类 聚烯烃类 苯乙烯嵌段共聚物类 聚氨酯类 聚酯类及其它类 表2各类热塑性橡胶的典型性能 2 结构特点其高分子链的突出特点是同时嵌段或接枝一些化学结构不同的硬段和软段 硬段要求链段间的作用力是以形成物理 交联 或 缔合 或者具有在高温下能离解的化学键 软段则要求是自由旋转能力较大的高弹性链段 硬段显示高度刚性 不能过长 而软段显示高度的柔性 不能过短 例如苯乙烯与丁二烯嵌段共聚物SBS PSBRPS 软链段 硬链段 3 性能与用途 1 性能 既有橡胶性质又有塑料性质 不需硫化 不加补强剂也有相当高强度 PS的缔合作用 若添加补强剂可进一步提高硬度和耐磨性 可用加工塑料的设备来进行加工 耐热 耐老化性能不好 2 用途广泛用于制造所有的橡胶制品 主要用于鞋类 三 粉末橡胶 2 制造方法机械粉碎法喷雾干燥法急骤干燥法冷冻干燥法包囊法 1 概念 指粒径在1毫米以下的粉末状橡胶 隔离剂类型无机 如CaCO3 滑石粉有机 如聚氯乙烯隔离剂皂类淀粉 黄原酸化物 3 优点 粉末橡胶与普通橡胶的结构性能一样 但它与相比 具有运输方便 适于自动称量的优点 可改善 简化加工工艺 实现混炼工艺自动化 连续化 省力化和节能化 4 用途模压 注压制品 胶粘剂 喷沫制品 第四节硫化胶粉和再生胶 一 硫化胶粉 硫化胶粉指废旧橡胶制品和硫化胶的边角废料经粉碎加工处理而得到的粉末状橡胶材料 可作为橡胶的填料和复合材料使用 改善塑料制品的耐冲击性能 节约能源 减少环境污染 分类 2 用途 轮胎 胶管 带 鞋 橡胶工业制品 电线 电缆及建筑材料等 1 按制法分为常温胶粉 冷冻胶粉及超微细胶粉 2 按原料来源可分为载重胎胶粉 乘用车胎胶粉及鞋胶粉等 3 按活化与否分为活化胶粉及未活化胶粉 4 按粒径大小分超细胶粉和一般胶粉 硫化胶粉胶板 地砖用途 用于体育馆 大厅 船舱 幼儿园 宾馆 老人院等公共场所的地面铺饰 起防滑 减震作用 二 再生胶 1 概念 再生胶是指将废旧的橡胶制品和硫化胶的边角废料经加工处理后 去掉硫化胶的弹性而恢复塑性和粘性 使其重新获得与生胶混合和硫化能力的材料 2 再生胶的制法 油法 水油法 挤出法 溶解法 室温塑化法 动态脱硫法等 3 再生机理 再生胶的制造过程分为粉碎 脱硫和精炼三工段 脱硫过程示意图 热 氧 机械力 化学助剂作用 脱硫 硫化胶结构 交联碎片 带支链的分子链 链状分子 4 再生胶性能和用途 主要性能及优缺点 价格便宜 工艺性能好 可作生胶代用品 硫化速度快 焦烧性好 与NR并用时 可减少或消灭硫化返原趋向 耐热性 耐老化性 耐酸碱性很好 缺点 加有再生胶的机械强度达不到普通橡胶的强度 用途 硬橡胶板 鞋底 蓄电池壳 橡胶地板 绝缘胶布等 可代替部分或全部生胶使用 即只要物机性能要求不高时 都可用再生胶 硫化返原指在高温或低温长时间硫化条件下材料性能恶化的过程 再生技术 橡胶生产工艺中的关键工序是再生 橡胶的再生技术大体上可以分为三类 物理再生技术 化学再生技术和生物再生技术 物理再生技术物理再生是利用外加能量 如力 热 力 冷 力 微波 超声等 使交联橡胶的三维网络被破碎为低分子的碎片 除微波和超声能造成真正的橡胶再生外 其余的物理方法只能是一种粉碎技术 即制作胶粉 当这些胶粉被用回橡胶行业时 只能作为非补强性填料来应用 利用微波 超声等物理能量能够达到满意的橡胶再生效果 但设备要求高 能量消耗大 物理再生技术 1 微波再生微波再生法是一种非化学 非机械的一步脱硫再生法 通过控制微波强度 可以有效地破坏交联键而不损害橡胶分子主链 从而使再生的橡胶具有生胶的性能 但只有含极性基团 如硫磺硫化 的硫化胶才适合于微波再生 如915 2450MHz及0 324 1 404MJ kg的能量足以裂解交联键而不破坏分子主链 2 超声波再生法利用超声波也能够选择性地破坏交联键而保留分子主链 使硫化橡胶达到再生的目的 如将NR硫化胶施以50kHz的超声能量10min 可获得优良的再生胶 然后将其硫化 可以获得与原胶相似的性能 3 电子束再生法电子束法再生法主要是利用IIR独有的射线敏感性 借助电子加速器的高能电子束 对其产生化学解聚效应 使之获得再生 大多数橡胶弹性体在射线作用下发生结构交联反应 只有极少含叔碳原子基团结构单元的胶种 如IIR和IIR硫化胶等在高能辐射场下呈现降解反应 化学再生技术 化学再生过程是废胶在增塑剂 软化剂和活化剂 氧 热和机械剪切的综合作用下使硫化橡胶的部分分子链和交联点断裂的过程 软化剂起膨胀和增塑作用 常用的有煤焦油 松焦油 石油系软化剂 裂化渣油 活化剂能缩短再生时间 减少软化剂用量 常用的活化剂为芳香族硫醇及其锌盐和芳香族二硫化物 生物再生技术 生物降解可利用矿质化学营养细菌可以降解悬浮于水中的橡胶粉末的表面 从而使其在与原始生胶混合并用时 表面橡胶分子链可以扩散到原始生胶中 并在硫化时与原胶结合在一起 如微生物脱硫法 日本和德国已有专利报道 这种方法是将废橡胶粉碎到一定粒度后 将其放入含有噬硫细菌的溶液中 使其在空气中进行生化反应 在噬硫细菌的作用下 橡胶粒子表面的硫键断裂 呈现再生胶的性能 硅橡胶 讨论题 1 试比较一下天然橡胶 丁苯胶和顺丁胶的弹性 耐老化性 耐寒性 与硫磺反应性等有何差异 并从化学结构上加以解释 2试从化学结构上说明丁基胶为何具有优良的耐老化和耐气透性 硅橡胶为何有耐高温性 3写出所学的生胶的化学名称 代号及化学结构式 反式聚异戊二烯橡胶 TPI 天然的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 但是催化效率抵 价格昂贵 TPI与NR不同 为反式1 4 结构 其性能也与NR有明显的不同 表现如下 60 以下迅速结晶 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 温度高于60 TPI能软化 具有弹性 表现出橡胶的特性 可以硫化 应用此特性可以用作形状记忆材料 TPI无生理毒性 可作为医用夹板 可以用酒精直接消毒 硫化过程表现出明显的三阶段特征 未硫化阶段 结晶 属于典型的热塑性材料 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 可以重复使用 可以代替石膏作固定夹板 绷带 矫形器件 假肢等 低中度交联阶段 交联点间链段仍能结晶 表现为结晶型网络结构高分子 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 交联度达到临界点 表现为典型的弹性体特性 耐疲劳性能优异 滚动阻力小 生热低 是发展高速节能轮胎的一种理想材料 塑炼和混炼温度不能低于60 半成品挺性好 易喷霜 高弹形变是高分子材料具有记忆效应的先决条件 橡胶 加热 高弹态 施加应力 高弹形变 骤冷 高分子链结晶或变到玻璃态 存在滞后现象 应变落后应力 未完成的可逆形变内应力的形式冻结在大分子链中 加热 结晶部分熔化 链段运动重新出现 未完成的可逆形变在内应力的驱使下完成 宏观上就导致材料自动恢复到原来的状态 记忆材料 包装材料 包装材料 SMP材料作容器外包层时 为便于印刷 可先将其成型为筒状 加热并施加外力使其变形为容易印刷的扁平状 冷却固定后可印刷 然后扩大套在容器上 最后进行再加热 使其在无外力作用下收缩恢复成初始形状从而紧贴于容器上 1 包装材料 SMP用于容器衬里时只需将SMP加工成衬里形状 然后加热变形为便于组装的形状 冷却固化后塞入容器内 再加热便可恢复成衬里形状 牢固地嵌在容器内 2 医用器材 由形状记忆聚氨酯制成的导线可为中风患者提供更加安全的治疗 它可使外科医生在无需施用可能危害生命的溶检药物的情况下从大脑中清除血块 当放入血栓的导线经红外照射加热变形后 它就能从后面抓住血栓抽出 血液的阻塞物即被清除 此外 还可以用形状记忆弹性体制成一种可以自然降解并有形状记忆功能的智能手术缝合线 它在人体温度的作用下 会自动打结 减少病患的痛苦 医用器材 供应形状记忆骨科外固定热塑