橡胶温度界限.doc

氯丁橡胶（CR）概况氯丁橡胶是由单体氯丁二烯经乳液聚合反应制成的弹性体。它于1931年实现工业化，初期由美国杜邦公司开始生产，现已发展为有10多个国家生产率丁橡胶，全世界年生产量约为70万吨。 （1）氯丁橡胶的分类主要根据制法及用途分类氯丁橡胶-1通用型-（1）硫调型 （2）非硫调型 2专用型-（1）粘结型 （2）特殊用途性 3氯丁胶乳-（1）通用胶乳 （2）特殊胶乳（2）氯丁橡胶的结构 硫调型氯丁橡胶也称为通用型或G型。由于它在合成时用硫黄及秋兰姆做调，所以分子链中有多硫键。而非硫调型也称W型，制造时用硫醇做调节剂分子链中不含硫黄。 氯丁橡胶的微观结构主要决定于聚合温度，聚合温度低时则反式1，4-结构多，分子规整性高，结晶度高，分子量大的部分含量高，分子量低部分含量低。 氯丁橡胶的结晶能力高于天然橡胶、顺丁橡胶和丁基橡胶。因为它的大分子链上主要含钒是1，4-结构，像古塔波胶那样，是反式1，4-结构结晶。结晶程度对于橡胶的加工及应用都有重要的影响，一般未硫化橡胶在长期存放后，便会产生结晶，硬度增加。硫化胶在-521间也能产生结晶，0以下很快产生结晶，升温会可逆地熔晶。根据用途不同，可以通过聚合条件等调整合成出不同结晶能力的橡胶。国产氯丁橡胶结晶能力分为四个等级：微、低、中、高；国外分五个等级：小、中小、中、大、极大。结晶能力微及小的一般是氯丁二烯与其它单体的共聚物，硫调型者结晶能力低，非硫调型者结晶能力中等。CR2481、CR2482、AC、AD等粘接型的结晶能力高。 氯丁橡胶结构中的双键及氯原子均不够活泼，不易发生化学反应。其硫化反应活性及氧化反应活性、臭氧化反应活性均比天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶低。它不能用一般硫黄硫化体系硫化。而耐老化性、耐臭氧老化性比一般不饱和橡胶好得多。（3）氯丁橡胶的性能贮存稳定性在聚合过程中，用硫黄作调节剂的通用性（G型）氯丁橡胶的大分子主链上，常生成具有硫链的聚合物，同时容易生成1，2-结构和3，4-结构的聚合物。硫链的聚合物中，SS键的键能远低于CC或CS键的键能，在多种因素影响下，SS键易断裂，而生成新的活性基团，导致分子链交联；在1，2-结构和3，4-结构的分子链上的氯原子较易脱落，而生成活性基团也导致分子链的支化和交联，所以氯丁橡胶在贮存过程中易变质。随贮存时间的延长，焦烧稳定性越来越差，生胶的可塑度不断下降，加工性能渐趋恶化。非硫调节的54-1型氯丁橡胶，由于它不含SS键，且主要是1，4-结构，而1，2-结构和3，4-结构较少，因而较为稳定。例如，在30温度下，通用型氯丁橡胶的贮存期为10个月，而54-1型氯丁橡胶可达40个月。表2-5表明通用型氯丁橡胶在加热过程中，HCl（氯化氢）含量明显增加，防老剂含量不断地消耗，这就是老化自硫的结果。经验证明，在70下老化24h相当于在25下贮存半年。原化工部部颁标准规定，在30下，贮存期不得超过半年，在20下，贮存期不得超过1年。表2-5通用型氯丁橡胶的热空气老化（70）加热时间/h244896144240HCl含量/%防老剂含量/%0.271.750.261.560.391.220.591.130.551.0 物理机械性能通用型氯丁橡胶的主要物理机械性能与天然橡胶十分接近（见表2-4）。通用型氯丁橡胶配合的硬度范围是邵尔A3095。与丁基橡胶、聚硫橡胶同样不能配合硬质胶。 通用型氯丁橡胶的耐屈挠性能良好。国产耐热运输带的覆盖胶试验结果是：产生同样龟裂程度的天然橡胶胶料配方为39.9万次，50%天然橡胶与50%氯丁橡胶并用胶料配方为79万次，而100%氯丁橡胶胶料配方为88.2万次。压缩生热性能比其它合成橡胶好，但不如天然橡胶（见表2-6）。表2-6各种橡胶的压缩升温橡胶名称纯胶配方50%炭黑配方丁苯橡胶丁腈橡胶丁基橡胶氯丁橡胶天然橡胶44674446702883918384947458 温度特性氯丁橡胶是一种极性较强的橡胶，其工艺性能及硫化胶的物理性能受温度的影响很大。温度升高时，氯丁橡胶的塑性显著增加，而硫化胶的强度则显著降低。按纯胶检验配方制备的硫化胶，在10温度下测试的拉伸强度比在30下测试所得要低3.0MPa。氯丁橡胶的强度随温度的升高而降低，比天然橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶均较明显，而略优于丁腈橡胶。表2-7是氯丁橡胶与天然橡胶的比较。表2-7氯丁橡胶与天然橡胶拉伸强度与温度的关系测验温度/拉伸强度/MPa通用型氯丁橡胶天然橡胶25507010022.016.011.57.524.023.521.517.0氯丁橡胶的分子结构比较规整，极性较强，因而容易结晶。它的脆化温度也较高（-35-40），耐低温性差。若采用适当的配合可以达到-62。氯丁橡胶的结晶范围在-35+35之间，最适宜的结晶温度为-12，所以其制品在低温下虽未脆化，但由于结晶而显著硬化，变得不堪使用。由于氯丁橡胶的分子链上有极性强的氯原子保护双键并降低双键的活性，因此氯丁橡胶有比较好的耐热性（见表2-8），使用温度比天然橡胶高3050，短时间使用的温度可达150，在90110下可使用4个月。另外由于氯原子的存在，氯丁橡胶的阻燃性也比较好。表2-8各种橡胶的允许使用温度使用温度橡胶名称生用温度界限/最高使用温度/脆