钛白粉在橡胶中的应用.doc

/ /钛白粉在橡胶中的应用橡胶是一种高分子有机化合物,按来源不同分为天然橡胶和合成橡胶。它们的共同特点是具有高弹性。此外，它还具有不透水、不透气和绝缘等优良性能。由于橡胶有这些特性，所以它应用范围很广，无论工业、农业、交通运输、国防以及人民日常生活中都离不开它。 （一） 各种天然橡胶 天然橡胶是从天然植物中获取的以异戊二烯为主要成分和天然高分子化合物。主要有以含顺式异戊二烯为主的天然橡胶和含反式异戊二烯为主的反式天然橡胶。在工业上，也包括以天然橡胶为基础，用各种化学方法处理的改性天然橡胶。 特制天然橡胶天然橡胶通过采取一些特定的技术措施，可以进一步改善原来存在的某些缺点，以提高其加工性能和质量。目前主要有: 粘度稳定橡胶 易操作橡胶 纯化天然橡胶 自由流动天然橡胶 充油天然橡胶 轮胎用天然橡胶 改性天然橡胶 主要有以下几种： 耐结晶天然橡胶(Anticrystallisinnaturalrubber) 打破天然橡胶构型单一而规则的形态，不易产生结晶现象。改变天然橡胶遇冷变硬，弹性下降各相对密度增大的缺点，降低玻璃化温度。 专用于低温下使用的橡胶制品，如航空及寒冷地区用的橡胶配件等。 接枝天然橡胶（Graftnaturalrubber） 改善耐屈挠龟裂及动态疲劳性能。抗冲击性强，震动吸收性好。模流动性好。有较大自补强性，不易焦烧粘着性好。主要用于制造抗冲击的坚韧制品，无内胎轮胎内衬气密层以及橡胶与纤维粘合的胶粘剂等，为改性天然橡胶中用量较多的品种。 环化天然橡胶（热异橡胶）（Cycllizednaturalrubber） 分子链为环状结构，呈棕色树脂状态。耐酸碱性非常好，几乎不受各种酸碱影响。耐水蒸汽性特别好。耐气透性很好。耐溶剂性强，不溶于苯、醚、汽油及酒精等溶剂。用于鞋底和坚硬的模制品，化学防腐衬里、海底电缆、胶粘剂以及防湿性的涂料。还可作为天然橡胶的补强剂，提高硬度、定伸应力及耐磨耗等性能。用干胶在溶液状态制造的环化橡胶，可溶于苯及氯化烃，溶解程度随环化条件变化很大。为与乳胶制环化橡胶相区别，有的将其称之为磺化橡胶，作胶粘剂使用颇受欢迎。 氯化天然橡胶与氢氯化天然橡胶耐酸碱性非常好。氯化橡胶耐氧化药剂尤好，而氢氯化橡胶抵抗性则差。有阻燃性，离开火源即自行熄灭。常温下稳定。高温时能分解放出氯化氢而处于十分不稳定状态。氢氯化橡胶比氯化橡胶的热稳定性好。气透性小，可以成膜。易溶于芳烃、不易解聚合。主要用于清漆涂料、包装薄膜以及印刷油墨用的载色剂。同时，还可作建筑上用的油毡及道路铺装材料。在橡胶方面多制成胶粘剂，用以粘合金属、皮革、塑料、纤维及木材等。在塑料工业中，常采用并用方式生产耐酸碱、耐老化的薄膜，氢氯化橡胶尚可制造食品包装材料。 环氧化天然橡胶（Epoxidizednaturalrubber） 气密性好，环氧化程度达到75%的可同丁基橡胶相比。具有相当的耐油性能，在非极性溶剂中膨润小，类似丁腈橡胶。抓着力强，防滑性能高。玻璃化温度大幅度提高，由-70变为-20，使低温性能变坏。可用常规硫化体系硫化，拉但强度与定伸应力均高，压缩变形增大。可用于要求气密性及耐油性的制品。但由于物理机械性能的均衡协调性不好，且价格也较高，因此，用途受到限制。自从70年代开发以来，虽经多次改进，迄今未达到最终目标，商品市场有待打开。 解聚天然胶DPR（Depolymerizednaturalrubber） 根据分子量的大小，呈油膏至蜂蜜状。可以浇注成型硫化。物理机械性能大幅度降低主要用作密封材料、填缝材料、建筑防护涂层、粘合剂以及软质模制品等。 Page（二）各种合成橡胶 因为天然橡胶的生产受到自然条件的限制，满足不了需用，为此，根据橡胶分子结构特点，研究用相似的元素制造合成橡胶。合成橡胶是相对于天然橡胶而言，泛指用化学方法合成制得的橡胶或弹性体。 通用合成橡胶 1.M类为具有聚亚甲基饱和链的橡胶，其中包括： ACM丙烯酸乙酯或其它丙烯或其它丙烯酸酯与少量能促使硫化的单体的共聚物； ANM丙烯酸乙酯或其它丙酸酯与丙烯腈共聚物； CM氯化聚乙烯； CFM聚三氟氯乙烯； CSM氯磺化聚乙烯； EPDM乙烯、丙烯和二烯烃的三元共聚物，侧链带有二烯烃残余不饱和键； EPM乙烯-丙烯共聚物； FRM聚合物链具有氟和含氟烷基（或含氟烷基取代基）的橡胶； FPNM聚合物链具有磷腈结构和含氟烷基取代基的橡胶； IM聚异丁烯。 2.O类为聚合物链含氧的橡胶，其中包括： CO聚环氧氯丙烷（氯醚弹性体）； ECO环氧乙烷和氧氯丙烷的共聚物（氯醚共聚物）； GPO环氧丙烷和烯丙基缩水甘油醚的共聚物。 3.R类为具有不饱和碳链的橡胶。字母R前是一种或数种单体缩略语的字母，其中与R邻接者表示二烯烃单体。R类橡胶包括： ABR丙烯酸丁二烯橡胶； BR丁二烯橡胶； CR氯丁二烯橡胶； IR异戊二烯橡胶； IIR丁基橡胶（异丁烯-异戊二烯共聚物）； NBR丁腈橡胶（丙烯腈-丁二烯共聚物）； NR天然橡胶 PBR丁吡橡胶（吡啶-丁二烯共聚物）； SBR丁苯橡胶（苯乙烯-丁二烯共聚物）； SCR苯乙烯-氯丁二烯橡胶； SIR苯乙烯-异戊二烯橡胶； NIR丙烯腈-异戊二烯橡胶； PSBR丁苯毗橡胶（吡啶-苯乙烯-丁二烯共聚物）。 当聚合物链含有羧基时，可在前方加字母X： XSBR羧基丁苯橡胶； XNBR羧基丁腈橡胶。 聚合物链分含有卤素时，可加表示卤素的字母； BIIR溴化丁基橡胶； CIIR氯化丁基橡胶。 4.Q类为聚合物链含硅的橡胶。字母Q前为聚合物链所带取代基缩略语的字母： MFRQ聚合物链带有甲基和氟两种取代基的硅橡胶； MFVQ聚合物链带有氟和甲基、乙基取代基的硅橡胶； MNVQ聚合物链带有甲基、腈乙基和乙烯基取代基的硅橡胶； MPQ聚合物链带的甲基和苯基两种取代基的硅橡胶； MPVQ聚合物链带的甲基、苯基和乙烯基取代基的硅橡胶； MQ聚合物链带的甲基取代基的硅橡胶（如二甲基硅氧烷）； MVQ聚合物链带有甲基和乙烯基两种取代基的硅橡胶。 5.T类为聚合物链含硫的橡胶 6.U类为聚合物链含碳、氧、氮的橡胶，分类如下： AFMU四氟乙烯-三氟亚硝基甲烷和亚硝基全氟丁酸的三元共聚物； AU聚酸型聚氨酯橡胶； EU聚醚型聚氨酯橡胶。专用合成橡胶 专用合成橡胶是相对于通用和半通用合成橡胶而言。这类合成橡胶具有某种突出特性如耐高温、耐热老化、耐臭氧老化、耐磨耗性、高温下耐油性、耐化学稳定性等等，适于制造在专用条件下使用的橡胶部件和制品。通用合成橡胶和半通用合成橡胶通常不具备的特性，因而不能满足某些使用要求。专用合成橡胶的产量虽不太大，可品种不少，且应用面较广，但用量不多。归于这类合成橡胶的有：丙烯酸酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、聚硫橡胶、聚醚橡胶和聚氨酯橡胶等。 特种合成橡胶 特种合成橡胶系相对于通用合成橡胶、半通用合成橡胶和专用合成橡胶而言：一般是指具有显著的特殊性能，多用于特殊用途的一类合成橡胶。 这类合成橡胶优异的独特性能，主要表现在耐高温性、耐寒性、电性能、生理惰性、耐化学腐蚀性以及耐辐射性等等。随着高分子化学的发展，合成橡胶合成技术的不断进步，特种合成橡胶已形成品种多、性能特异从而适应各种不同高要求的体系，尤其适应国防领域和尖端科学技术的使用需要。因此它们对工业、国防、尖端科学和高新技术、医疗卫生事业等方面的发展都具有特殊的重要意义。这类特种合成橡胶主要包括硅橡胶和氟橡胶两大胶系。 （二） 几种主要合成橡胶 现在，生产的合成橡胶种类已经有很多种，现将主要品种介绍如下。 氯丁橡胶类（Polychloroprenerubber） 氯丁橡胶是氯丁二烯（学名2-氯-1，3-丁二烯）经乳液聚合面成，称聚氯丁二烯橡胶（Polychloroprenerubber），简称氯丁橡胶，代号CR。 此外还有2-氯-1，3-丁二烯与苯乙烯共聚合的氯苯橡胶，是一种抗结晶型的品种，具有较好的耐寒性和稳定性。2-氯-1，3-丁二烯与2,3-二氯-1，3-丁二烯共物，即GPT型（硫黄调节的）氯丁橡胶和WPT型（非硫黄调节的）氯丁橡胶，具有好的贮存稳定性和微结晶趋势，有粘性。同时2-氯-1，3-丁二烯与甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物，是粘合剂的专用胶，用于软质聚氯乙烯制品粘合。 氯丁橡胶基本特性 （1）原料橡胶贮存稳定性差。贮存过程中要发生增硬现象。耐寒性不好。 （2）因受结晶影响，生胶强度较高，与天然橡胶相似。 （3）有优良的耐候性、耐臭氧性、耐热老性和耐油耐溶剂性。 （4）有好的耐化学性和优异的耐燃性。 （5）有良好的粘合性。 （6）相对密度大，一般在1.23，在相同体积下，用量比一般通用橡胶大。 （7）与其它特种橡胶比较，个别性能差些，但总的性能平衡好。 （8）可溶于苯、四氯化碳和氯苯等。 性能范围主要用于耐油制品。各种胶管、胶带尤其是耐热输送带，耐油、耐酸碱胶管、密封制品，汽车飞机的部件，粘合剂和涂料，印刷胶辊，胶板，桥梁支座等，出大量用于电缆护套、电线包皮等。 丁腈橡胶类 丁腈橡胶是丁二烯与丙烯脯两单体经乳液聚合而得的共聚物，称丁二烯-丙烯腈橡胶，简称丁腈橡胶，代号NBR。 丁腈橡胶品种牌号众多，计有300多个。丁腈橡胶的丙烯腈含量在15-50%的范围，一般多以聚合物中结合丙烯腈量多少来分类，可分为5个系列，即： 极高丙烯腈丁腈橡胶丙烯腈含量43%以上； 高丙烯腈丁腈橡胶丙烯腈含量36-42%； 中高丙烯腈丁腈橡胶丙烯腈含量31-35%； 中丙烯腈丁腈橡胶丙烯腈含量25-30%； 低丙烯腈丁腈橡胶丙烯腈含量24%以下。 但大量作为商品供应的多为高丙烯腈、中高丙烯腈和低丙烯腈含量的三类系列品种。 按使用性能和应用范围可分为通用型丁腈橡胶和特殊型丁腈。前者指丁二烯-丙烯腈二元共聚物，用途广泛。后者则是引进第三单体的三元共聚物，如羧基丁腈橡胶、聚稳丁腈橡胶、部分交联丁腈橡胶、丁腈酯橡胶，以及氢化丁腈橡胶，丁腈橡胶与聚氯乙烯的共混物等。 从形态上业说，除固体丁腈橡胶（块状、颗粒状）外，还有粉末丁腈橡胶、液体丁腈橡胶和丁腈胶乳（包括羧基丁腈胶乳）等。 各国丁腈橡胶品种牌号标志和含义都有各自的规定，简介于下。 （1）我国兰化公司合成橡胶厂采用NBR与后缀四位数字表示丁腈橡胶品种牌号，前两位表示结合丙烯腈含量的低限值，第4位数字表示门尼粘度低限值的十位数字。例如：NBR1704表示结合丙烯腈含量17-20%，门尼粘度量40-65，污染型高温聚合丁腈橡胶。羧基丁腈橡胶以XNER表示。 （2）美国Goodrich化学公司丁腈橡胶品种牌号由商品名Hycar后缀四位数字组成。前两位数字表示丁腈橡胶的形态：10表示块状，B表示液态，14表示粉末状；第3位数字表示丁腈橡胶的加工使用性能：）表示标准型，1表示易加工型，3表示易溶解型，4表示低温聚合；第4位数字表示结合丙烯腈量：1表示高丙烯腈级，2表示中高丙烯腈级，3表示中丙烯腈级。4表示低丙烯腈级。而后两位数字为72者表示羧基丁腈橡胶。 （3）加拿大POLYSAR公司为KRYNAC后缀三位数字和四位数字两种组合法。前者分800和820两个系列，100和200系列表示羧基丁腈橡胶，后者前两位数字表示结合丙烯腈量，后两位数字表示门尼粘度，中间以点标开，如27.50即表示结合丙烯腈量为27%，门尼粘度为50。 （4）日本瑞翁公司有商品名Nipol后标以DN后缀三位数字和N后缀两位数字两种组合法。DN后缀的三位数中第一位数字表示结合丙烯腈量：0、1、2、3和4分别表示结合丙烯腈量为极高、高、中高、中和低5个品级，5表示聚氯乙烯共混改性的。N后缀的两位数字中第一位数字是2-4，表示结合丙烯腈量，数字大者含量低，第二位数字0表示标准型高温聚合，1表示标准型低温聚合，3表示低粘度，对金属不腐蚀型，4表示羧基丁腈橡胶，2表示压出和加工性能良好的丁腈橡胶。 （5）德国BAYER公司商品名PERBUNAN后缀四位数字组成，前两位数字表示结合丙烯腈量，后两位数字表示门尼粘度；后加NS则表示非污染型。 （6）前苏联为CKH后缀两位数字组成，数字表示结合丙烯腈量，后加M表示易加工型。Page丁基橡胶 聚异丁烯是以单体异丁烯聚合而得，代号PIB。丁基橡胶是异丁烯单体与少量异戊二烯共聚合而成.丁基橡胶经改性后有卤化丁基橡胶，包括氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶。它们是饱和的和低不饱和的橡胶。 【基本特性】 最大的特性是气体透过性小，气密性好。 回弹性小，在较宽温度范围内（-3050）均不大于20，因而具有吸收振动和冲击能量的特性。 耐热老化性优良，且有良好的耐臭氧老化、耐天候老化和对化学稳定性以及耐电晕性能与电绝缘性好。 耐水性好、水渗透率极低，因而适于做绝缘材料。 缺点是：硫化速度慢；粘合性和自粘性差；与金属粘合性不好；与不饱和橡胶相容性差，不能并用。但可与乙丙橡胶和聚乙烯等共混并用。 【应用范围】丁基橡胶主要用于制造汽车轮胎内胎、汽车部件，硫化用胶囊、水胎、风胎，胶带、胶管、电线、电缆、包覆胶，各种机械制品，振动隔离件，建筑用防水片材，密封及填缝材料，贮罐衬里，蜡添加剂和聚烯烃改性剂等。 卤化丁基橡胶（HalogenatedButyIRubber） 卤化丁基橡胶系丁基橡胶的改性产品。目的是卤化后提高丁基橡胶的活性，使之与其它不饱和橡胶产生相容性以提高共混并用时的自粘性和互粘性，且增大彼此共硫化交联能力，同时保持丁基橡胶的原有特性。以代号XIIR表示。有氯化丁基橡胶（Chlorobutylrubber）溴化丁基橡胶(Bromobutylrubber)两类，分别以CLLR和BLLR代表之. 【基本特性】1）卤化丁基橡胶仍保持丁基橡胶的固有特性，但硫化速度加快。溴化丁基橡胶的硫化速度比氯化丁基胶的更快。（2）卤化丁基橡胶的自粘性和互粘性提高，而溴化丁基橡胶的粘合性比氯化丁基橡胶更好。【应用范围】主要用于无内胎的气密层（内衬里）、耐热内胎、耐热软管和输送带、胎侧、贮槽衬里、药用瓶塞、防振垫、粘合剂和密封材料等。 乙丙橡胶 乙丙橡胶是乙烯和丙烯为基础单体合成的共聚物。橡胶分子链中依单体单元组成不同，有二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶之分。前者为乙烯和丙烯的共聚物，代号为EPM，后者为乙烯、丙烯和少量非共轭二烯烃第三单体的共聚物，代号为EPDM，统称为乙丙橡胶（EPR）。 我国于1960年由北京化工研究院开始研究开发，并中试成功二元乙丙橡胶，双环戊二烯型和乙叉降冰片烯型三元乙丙橡胶。1972年在兰化公司合成橡胶厂建成2000t/a的生产装置，并投入商品生产，目前主要生产的是三元乙丙橡胶。 乙丙橡胶可用于电线、电缆，建筑材料、汽车部件、聚烯烃热塑性弹性体及塑料改性、单层防水材料等。 乙烯乙酸乙烯酯橡胶（EV