氯丁橡胶综述.pdf

氯丁橡胶知识整理氯丁橡胶知识整理 eoprene rubber does not has just one outstanding property But its balance of properties is unique among the other types of synthetic rubber 1 简介简介 氯丁橡胶 简称 CR 是由 2 氯 1 3 丁二烯为单体 通过乳液聚合而成的一 种合成橡胶 理论上可以认为 氯丁橡胶具有如下的结构和组成 反式 1 4 结合含量大 意味着分子呈规则的线性排列 氯丁橡胶结构规整性 强 因而比天然橡胶更易结晶 由于分子中含有电负性极大的 Cl 原子 所以 CR 是一种极性橡胶 分子间力较大 分子链柔性较差 另外 由于 Cl 原子连接 在双键一侧的碳原子上 诱导效应的结果 使双键和氯原子的活性大大降低 不 饱和程度大幅度下降 从而提高了氯丁橡胶的结构稳定性 氯丁橡胶于 1931 年由美国杜邦公司命名为 Duprene 进行销售 后来于 1936 年又改名为 Neoprene 之后的近 30 年 氯丁橡胶的供应 基本上为杜邦公司所 垄断 直至进入 60 年代 世界各国才陆续发展了自己的氯丁橡胶 现在已有 10 多个国家生产氯丁橡胶 尽管各国的氯丁橡胶牌号有所不同 但其生产方法大致 是相同的 2 分类分类 N 反式 1 4 约 85 顺式 1 4 约 10 顺式1 2 约1 5 顺式3 4 约1 0 根据不同的性能和在一些工业部门的适用情况氯丁橡胶品种可分为两大 类 1 通用型 硫磺调节型和硫醇调节型 此类氯丁橡胶的商品牌号为 GN GN A GRT W 和 WRT 通用型氯丁 橡胶可以分为两类 即采用硫磺调节的 以二硫化秋兰姆作稳定剂的 G 型 以及不含这些化合物的非硫化调节的 W 型 G 型和 W 型氯丁橡胶的性能比 较如下表 G 型 W 型 原 料 生胶稳定性 没有 W 型稳定 除 GT 外 很稳定 加 工 性 促进剂 不用也可硫化 必须用 塑炼效果 有效 根据品种不同也可利用塑解剂 塑炼效果不大 粘辊性 大 小 胶料挺性 因塑炼而减小 除 WB 以外 均较大 压出状态 可压出光滑表面 塌瘪崩裂少 硫化速度 受促进剂的影响比 W 型小 随促进剂种类和用量的不同 而变化较大 物 性 撕裂强度 比 W 型强 弹性 比 W 型大 伸长率 比 W 型大 压缩永久变形 高温下比 G 型好 耐热性 比 G 型号 耐屈挠龟裂性 比 W 型号 抗张强度 含胶率高时比 W 型大 高填充时比 G 型大 其它性质 如耐候 耐臭氧 耐燃性等两者相当 应 用 要求胶料柔软的制品以及复杂制品 要求在高温下有较高撕裂强度时 要求硫化中变形小的制品 强 调耐热的制品 要求高温稳定 性好的制品 2 专用型 粘结型和其它特殊用途型 此类氯丁橡胶的牌号为 AC CG KNR Q 和 S 其它特殊用途氯丁橡胶 氯苯橡胶 2 氯 1 3 丁二烯和 Styrene 的共聚物 引入 Styrene 使聚合物获得优异 的抗结晶性 以改善耐寒性 不改善玻璃化温度 用于耐寒制品 氯丙橡胶 2 氯 1 3 丁二烯和 Acrylonitrile 的非硫调节共聚物 Acrylonitrile 掺混 量有 5 10 20 和 30 不等 引入 Acrylonitrile 增加聚合物的极性 提高耐 油性 3 配合配合 氯丁橡胶由于其分子中含有氯的关系 所以实际上广泛采用以金属氧化物作 为酸接受体的配方体系 氯丁胶的配合体系和其它二烯类橡胶比较 其不同点如 下 1 不能采用硫磺硫化体系 即使采用硫磺 也仅起辅助硫化的作用 2 需要使用金属氧化物 虽然氧化锌也用于其它橡胶 但其作用机能却 与此不同 3 硬度 抗张强度及伸长等一般橡胶物性 可通过使用填充剂 软化剂 及其它配合剂的组合而获得 所以 作为基本配方应包括 氯丁橡胶 金属氧化物 填充剂 软化剂 加 工助剂 防老剂和促进剂等 填充剂炭黑 由于氯丁橡胶和丁苯橡胶不同 属于结晶性聚合物 所以 即 使纯橡胶也具有很高的物理特性值 因此 配合粒径较大的半补强炉黑和粒径较 小的高耐磨炉黑 其抗张强度差别并不大 但是炭黑的粒径越小 硫化胶的硬度 和定伸强度就越高 伸长率和弹性也就越低 增塑剂 氯丁胶的软化剂和其它通用橡胶一样 多采用操作油 根据操作油 和氯丁胶的相容性 石蜡系油可用 5 份 环烷系油可用 20 25 份 芳香系油可用 50 份以上 当要求耐低温时 需要使用酯类增塑剂 酯的软化效果比操作油大 一般 4 份操作油仅和 3 份酯的软化效果相当 4 塑炼塑炼 硫磺调节型氯丁橡胶用低温塑炼可取得可塑性 在较大的剪切力作用下 粘 度下降也较大 W 型氯丁胶 氧化或机械塑炼对其均无效 下图表示了开炼机 塑炼时间和温度对氯丁橡胶门尼粘度的影响 炼胶温度应比天然橡胶底 否则剪切力不够 配合剂分散不开 5 混炼混炼 1 开炼机混炼 氯丁胶的混炼生热比天然橡胶大 所以氯丁胶混炼的批量要稍小一些 直到 加入硬质填充剂之前 都应冷却辊筒 下表为氯丁橡胶的标准开炼机混炼范例 操作程序 需要时间 min 累计时间 min 1 辊距定为 6mm 通冷却水 0 0 2 塑炼聚合物使之包辊 割胶打卷两次 5 5 3 加氧化镁 2 7 4 加防老剂 防焦剂 1 8 5 加硬质填充剂 细粒径炭黑 二氧化硅等 3 11 6 加软质填充剂 软质炭黑 无机填充剂等 2 13 7 加软化剂 石蜡 凡士林 硬脂酸等 2 15 8 加油 慢慢加 4 19 9 加氧化锌 促进剂 6 25 10 左右割胶打卷六次 下片 冷却 2 密炼机混炼 各种密炼机都适宜于用来塑炼氯丁橡胶和制造氯丁橡胶胶料 为了正确地 进行此项作业 应该遵守用开放式炼胶机进行冷塑炼和混炼时的那些基本原则 在实际生产中密炼机的温度应尽可能低 氯丁胶因其混炼生热比丁苯胶等严重 故其装胶容量应略为减小 一般定为 60 密炼机混炼的标准操作范例如下表 操作程序 需要时间 min 累计时间 min 1 转子转速 20 转 min 0 0 2 加聚合物 氧化镁