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第 38 卷第 12 期 2011 年 12 月 世 界 橡 胶 工 业 World Rubber Industry Vol 38 No 12 45 48 Dec 2011 檨檨檨檨 檨 檨檨檨檨 檨 殎 殎 殎 殎 新书连载 橡胶百科 四十五 王作龄编译 摘要 概要叙述了天然橡胶和合成橡胶的发展历程 分别从橡胶化学和橡胶物理的角度介绍了 橡胶的基本性质 关键词 天然橡胶 合成橡胶 橡胶化学 橡胶物理 橡胶工程学 材料设计 中图分类号 TQ 332 TQ 333文献标识码 E文章编号 1671 8232 2011 12 0045 04 4 4 2合成胶乳 胶乳是橡胶微粒子的水分散体 图 4 4 1 所示为有效利用其性能的各种用途 此外 作 为树脂的微粒子水分散体的乳液 即合成树脂 类乳液虽然用途和合成胶乳不同 但其供货量 却与合成胶乳相当 两者的用途和活性功能见 表 4 4 3 所示 合成胶乳供货量较多的行业是 纸张加工 特别是涂布纸用胶乳 塑料用胶乳和 纤维处理用胶乳的加工 图 4 4 1不同用途合成胶乳的供货量 1991 年 a 纸加工用胶乳 胶乳发货量约 60 是供给纸品加工行业 的 在该行业胶乳扮演着重要的角色 纸张大 致可分为杂志 广告 日历牌等印刷用的涂布纸 和用作包装箱的板纸 涂布纸的结构如图 4 4 2 和图 4 4 3 所 示 它由涂层截面和涂膜两部份构成 以合成 胶乳 涂布原料 作为一种成分的涂料可用于 增加纸张的美观价值和提高印刷适应性 因 此 这种涂料的性能必须适合于涂布方法 涂布 纸张的种类和印刷方式 涂料由颜料 粘合剂和 辅助化学品组成 作为其具有代表性的配方例是 在涂料中用作颜料的陶土占 80 陶土是决定 光滑性 白度 不透明性 油墨接受性等涂布纸张 性能的基本成分 作为粘合剂使用的胶乳占 11 其辅助材料是酪素等水溶性高分子 图 4 4 2涂布层截面的模型图 a 氯化聚氯乙烯 CPVC 以下的情况 b 氯化聚氯乙烯 CPVC 以上的情况 图 4 4 3基于颜料体积浓度的涂膜结构 为了制造出美观优质的涂布纸张 要先制 成如图 4 4 4 所示的涂料 涂料所要求的性能 包括质量稳定 耐高速涂布 不污染涂布胶辊等 涂布时所要求的质量内容 作为粘合剂使用 的胶乳 添加量虽然是10 左右 但起着如下 表 4 4 3合成胶乳和合成树脂乳液的用途及实用功能 合成胶乳合成树脂乳液实用功能 SBREBRNBRCR PVAC 单用 PVAC 共用 EVAARAR ST PVDcPVC粘合膜弹性 纸加工陶土涂布 领域浸渍 内添加 层压 纸 粘合剂木材 领域塑料 金属 木材涂料 金属涂料 涂料领域防锈涂料 光滑修饰涂料 砂壁涂料 多层花纹涂料 无纺布粘合剂 纤维处理地毯背衬 领域印染粘合剂 植绒 塑料用领域ABS 改性 砂浆改性 土木建筑填缝材料 领域地板粘合剂 沥青改性 轮胎帘线粘合 橡胶领域海绵橡胶 浸渍制品 其他皮革加工 地板清漆 图 4 4 4涂布时要求的质量内容 重要的作用 降低涂料黏度 以便制成高浓度涂料 颜料粘合力大 涂膜耐水性高 压延效果好 油墨保持性好 因为是合成品因而质量稳定 在设计这种胶乳时 需要考虑胶体的性质 和聚合物的性质 关于这方面有许多文献可供 参考 胶乳的主干聚合物主要由具有可挠性的 软链段 丁二烯 和提供硬度的硬链段 苯乙 烯 组成 聚集力强 成膜性也好的苯乙烯含 64 世界橡胶工业2011 量在 55 左右最为适宜 最近 有人用丙烯酸 酯和丙烯腈代替苯乙烯 前者对油墨接受性 耐 候性有效 后者对印刷光泽度有效 涂布纸的强度因添加了少量分子量调节剂 而得以提高 同时耐水强度 油墨接受性和光泽 度也提高了 印刷过程中产生的气泡对胶乳十 分敏感 它与凝胶含量有密切的关系 凝胶含量 增加时发泡性变差 此外 胶乳粒子粒径对涂布 纸的各种性能也有影响 它们与油墨接受性 光 泽度 不透明度和表面强度的关系如图 4 4 5 所 示 图 4 4 5胶乳粒子粒径对涂布纸性能的影响 b 塑料用胶乳 塑料用胶乳的作用是在保持树脂本身所具 有的功能的同时 赋予橡胶弹性功能 并能提高 耐冲击性或表面光泽度等性能 塑料用胶乳基 本都是丙烯腈 丁二烯 苯乙烯树脂 ABS 树 脂 这种 ABS 树脂的使用性能和加工性能都 十分优异 因此用途广泛 如表 4 4 4 所示 它 主要用于车辆 电器 普通设备及其他器具 表 4 4 4ABS 树脂的用途和需求构成比 范围 使用 ABS 树脂 的设备 需求 构成比 车辆 四轮车 二轮车 仪表板 转向轴套 装饰件 前 装饰护栅 侧嵌条 防护罩 侧盖 20 电器 电子 设备 电器 设备 电视机 录像机 立体摄影机 盒式收音机 磁带录音机 冷藏库 清扫机 空调 电风扇 照明器具 28 普通 设备 OA 设备 电脑 文字处理机 复印机 多 功能电话 无绳电话 26 其他 器具 玩具 其它 电子游戏机 玩具 家庭用品 住宅装饰材料 建材 26 根据电子显微镜对 ABS 树脂进行解析的 结果 在丙烯腈 苯乙烯树脂中混入作为橡胶成 分的丁二烯可获得香肠式结构 其补强效果取 决于吸收龟裂功能的弱 ABS 树脂的制造方法有多种 现在多数生 产厂家采用的是乳聚聚丁二烯胶乳接枝聚合法 和丙烯腈与苯乙烯树脂的接枝共混法 见图 4 4 6 图 4 4 6乳液聚合 ABS 单体 悬浊液 AS 共混法 ABS 树脂有效地利用了构成成分中各单体 的性能 保持了苯乙烯 丙烯腈具有的优异的光 泽度 成型性 硬度 耐化学品性 加之作为橡胶 成分的丁二烯具有的耐冲击性 这种树脂由乳 液聚合制得 但所得胶乳粒子的粒径和凝胶含 量对耐冲击强度有所影响 最佳粒径 平均粒 径 为 0 4 m 左右 此外 关于凝胶含量的影 响 低凝胶含量对提高耐冲击强度是有效的 c 纤维处理用胶乳 纤维经胶乳处理可用于地毯背衬 纤维经 乳液处理还可用于无纺布 大部分地毯是塔夫 绸地毯 地毯的衬里即塔夫绸地毯 见图 4 4 7 的 背面也用胶乳处理 这样 不仅可以防止绒头 脱落 而且还能赋予优异的截断性 耐久性 尺 寸稳定性 手感和重量感等性能 以胶乳为基料的配方 低成本和高功能化 是先决条件 在低成本方面必须具有几大优 点 高填充 高发泡 高浓度 耐鼓泡 在高功能化方面则必须具有 耐热性 耐变 色性 阻燃性等特性 塔夫绸地毯背衬用胶 乳的代表性配方如表 4 4 5 所示 74 第 38 卷第 12 期王作龄 橡胶百科 四十五 图 4 4 7塔夫绸地毯的结构 表4 4 5塔夫绸地毯背衬用胶乳的代表性配方例 干 质量份 羧基丁苯胶乳100 分散剂0 0 5 1 号氧化锌 0 3 防老剂0 1 重质碳酸钙250 500 消泡剂需要量 增黏剂 聚丙烯酸钠 需要量 固体浓度50 80 黏度1 万 3 万 CPS 在地毯背衬上涂布胶乳以辊式涂胶为主 如图 4 4 8 所示 涂布辊反转 相对于地毯前 进方向 进行涂布 在涂布速度下使涂布量和 浸透性相适应 最近又出现了用二浴式涂布法 来降低成本或提高性能的方法 第 1 种 底涂层槽 第 2 种 粘合槽 550 份填料 375 400 份填料 设计附胶量为 设计附胶量为 整体的 60 整体的 40 赋予阻燃性 二次基布粘合 a b 双层涂布法截面图 图 4 4 8涂布辊的涂布和双层涂布截面图 为赋予剥离强度和手感 胶乳的组成 分子 量以及填充剂的用量 粒度 发泡倍率和浸透性 等因素都对胶乳的各项性能有很大影响 未完待续 实习编辑 邹瑾芬 责任编辑 张启跃 收稿日期 檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿 檨檨檨檨 檨 檨檨檨檨 檨 殎 殎 殎 殎 2007 10 26 信息传真 日本山形大学研制出可在磁场中变硬的新型聚氨酯材料 日本山形大学的一个研究小组在聚氨酯树脂中添加一些直径为 3 微米的铁粒子 然后将这种 掺杂了铁粒子的聚氨酯材料置于磁感应强度为 300 毫特斯拉的磁场中 0 1 s 过后 聚氨酯材料中 的铁粒子便呈直线排列状态 因此该聚氨酯材料变得坚硬 而一旦去除磁场数十秒后 该聚氨酯材 料就恢复了其原有弹性材料的柔韧性 实验结果显示 调整磁场的强弱 这种新型材料的硬度变化也非常明显 甚至最高硬度可达到 原有硬度的 18