乙丙橡胶生产改性及性能分解.ppt

乙丙橡胶,汇报人：晴天,一、简介二、发展历史三、生产方法四、主要性能五、改性原理六、应用,一、简介,乙丙橡胶是一种以乙烯、丙烯为主要单体共聚得到的高分子聚合物，是一种非结晶共聚物。分类：根据组成单体分为：二元乙丙橡胶（EPM)三元乙丙橡胶（EPDM）EPM为乙烯和丙烯的共聚物，EPDM为乙烯、丙烯和少量第三单体非共轭二烯烃的共聚物,二、发展历史,1955年世界上第一条完全饱和的橡胶二元乙丙橡胶诞生，首先被用于电缆和风雨胶条制品。1959年三元乙丙橡胶诞生，扩大了乙丙橡胶的适用范围。1961年美国埃克森公司使乙丙橡胶商品化。1963年意大利埃尼化工公司首先生产三元乙丙橡胶，接着是美国杜邦公司、美国尤尼罗尔公司和加拿大宝兰山公司于1971年开始生产。20世纪70年代中期乙丙橡胶全世界消耗量的60%用于汽车工业的配套产品。90年代后，乙丙橡胶再亚洲地区开始快速发展。我国对乙丙橡胶的研究起步较早，1972年兰州石化公司建成国内第一条年产2000吨的乙丙橡胶生产线1997年引进日本三井石化公司的技术和设备，2003年达到5万吨，极大缓解了我国乙丙橡胶全面依赖。,三、生产方法,1、乙丙橡胶合成原料,乙烯、丙烯及第三单体（非共轭的二烯烃）。常用的第三单体有：双环戊二烯、亚乙基降冰片烯、1,4己二烯,双环戊二烯,亚乙基降冰片烯,1,4己二烯,2、乙丙橡胶聚合原理,以乙烯、丙烯为单体，用钒-铝配合物为引发剂，其聚合机理属于配位离子型聚合反应。聚合时，首先是单体上双键的电子在引发剂活性中心的空位上进行络合，由于R-V键变弱，以致断裂，单体分子插入R-V键，链的增长按这个方式不断重复进行。,3、乙丙橡胶生产流程,单体准备与精制,反应介质与辅助剂等的准备,聚合,单体和溶剂的回收,橡胶的分离,洗胶,脱水和干燥,成型和包装,乙丙橡胶的合成方法,四、主要性能,1、低密度高填充性乙丙橡胶是密度较低的一种橡胶，其密度为0.87。加之可大量充油和加入填充剂，因而可降低橡胶制品的成本，弥补了乙丙橡胶生胶价格高的缺点，并且对高门尼值的乙丙橡胶来说，高填充后物理机械性能降低幅度不大。2、耐老化性乙丙橡胶有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性。乙丙橡胶制品在120下可长期使用，在150-200下可短暂或间歇使用。加入适宜防老剂可提高其使用温度。以过氧化物交联的三元乙丙橡胶可在更苛刻的条件下使用。三元乙丙橡胶在臭氧浓度50pphm、拉伸30%的条件下，可达150h以上不龟裂。,3、耐腐蚀性由于乙丙橡胶缺乏极性，不饱和度低，因而对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐性；但在脂属和芳属溶剂（如汽油、苯等）及矿物油中稳定性较差。在浓酸长期作用下性能也要下降。4、耐水蒸汽性能乙丙橡胶有优异的耐水蒸汽性能并优于其耐热性。在230过热蒸汽中，近100h后外观无变化。而氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶在同样条件下，经历较短时间外观发生明显劣化现象。5、耐过热水性能乙丙橡胶耐过热水性能亦较好，但与所用硫化系统密切相关。以二硫代二吗啡啉、TMTD为硫化系统的乙丙橡胶，在125过热水中浸泡15个月后，力学性能变化甚小，体积膨胀率仅0.3%。,6、电性能乙丙橡胶具有优异的电绝缘性能和耐电晕性，电性能优于或接近丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯。7、弹性由于乙丙橡胶分子结构中无极性取代基，分子内聚能低，分子链可在较宽范围内保持柔顺性，仅次于天然橡胶和顺丁橡胶，并在低温下仍能保持。8、粘接性乙丙橡胶由于分子结构中缺少活性基团，内聚能低，加上胶料易于喷霜，自粘性和互粘性很差。,五、改性原理,1、溶液接枝法2、熔融接枝法3、辐射接枝法4、直接溶胀接枝法5、热炼接枝法,1、溶液接枝法,EPDM溶液接枝一般是在溶剂、引发剂存在下,于一定温度下,使接枝单体与EPDM发生接枝反应得到接枝聚合物。合适的溶液接枝单体有苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸正丁酯、马来酸酐(MAH)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)及乙酸乙烯酯等。常用的引发剂有过氧化苯甲酰(BPO)及偶氮二异丁腈等。常用的溶剂包括甲苯、二甲苯、苯、环己烷、正己烷、正庚烷或上述任意两种溶剂的混合物等。,2、熔融接枝法,熔融接枝法始于20世纪70年代,其基本原理是聚合物处于熔融状态下,通过引发剂分解产生自由基,从而引发大分子链产生自由基,并与接枝单体接枝,得到接枝产物。熔融接枝法制备接枝乙丙橡胶根据使用的引发剂不同可分为自由基引发、超声波引发等接枝工艺。熔融接枝法以其可靠的适用性,成为目前乙丙橡胶接枝改性的主要方法。,3、辐射接枝法,辐射(电子束、射线等)接枝常用于改善高聚物的极性和复合材料的相容性。北京化工研究院北京市工程塑料合金技术研究室采用电子束预辐射接枝技术实现了EPDM的接枝改性。接枝、皂化后的EPDM聚合物成炭量增大,热释放速率降低,聚合物的点燃时间延长,对于延缓聚合物的燃烧起到非常重要的作用,明显改善了EPDM的阻燃性能,4、直接溶胀接枝法,采用直接溶胀法进行EPDM接枝的研究较早,如华南理工大学1995年以MMA为接枝单体,BPO为引发剂,在叶片混合器中借助机械力作用,使EPDM直接溶胀接枝MMA,制备出EPDM-g-PMMA接枝共聚物15。该接枝共聚反应在叶片混合器中进行,转速30r/min。接枝共聚反应前,将溶有BPO(质量分数为1.0%)的MMA(0.5g)计量加入到混合器中经N2保护的EPDM(1g)中,室温下搅拌溶胀30min,静态溶胀1h,然后搅拌升温至所需温度(75),反应1h,而后经真空干燥得到综合力学性能较好的接枝产物。,5、热炼接枝法,乙丙橡胶接枝改性不仅限于EPDM,二元乙丙橡胶(EPM)也可实现接枝改性,得到综合性能良好接枝产物。北京橡胶工业研究设计院采用热炼接枝法进行了硅烷接枝EPM的研究。将100份EPM与1.5份硅烷偶联剂A-174-(甲基丙烯酰氧剂)丙基三甲氧基硅烷、0.5份DCP加入流化仪中,通过高温(170190)、高剪切(转子转