氯丁橡胶知识

1、氯丁橡胶知识氯丁橡胶 chloroprene rubber 氯丁二烯橡胶 三维网技术论坛 + i , U） H2 u- u1 t!氯丁橡胶，简称 CR是由氯丁二烯聚合而成的一种高分子弹性体，其分子量随品种不同而 异，一般在 2 万100 万之间，氯丁橡胶作为一种通用型特种橡胶，除具有一般橡胶的良好 特性外，还具有耐候、耐燃、耐油、耐化学腐蚀等优异性能，因此在各种合成橡胶中占有 特殊的地位。第一节 概述一、发展简史 , K% + K N1、 31年美国 Du Port 公司开始生产。2、 最早的生产方法是采用本体聚合法，但制得的氯丁橡胶性能不好。三维网技术论坛 - N! J0 q V. P3、

2、氯丁橡胶的乳液聚合法是现在使用较为普通的一种氯丁橡胶的生产方法，其中G型氯丁 橡胶的聚合温度为 40度左右，而 W型的聚合温度约在 10度以下。二、聚合工艺1、氯丁二烯是无色、挥发性较大、极易聚合的化合物，沸点 59.4 度，相对密度为 0.9583 。 氯丁二烯经乳液聚合制得氯丁橡胶。现将氯丁橡胶的聚合配方和操作条件举例如下：配方组分名称重量份组分名称重量份三维网技术论坛 $ X N2 Q. wf v2 D# M氯丁二烯100分散剂松香3-5二萘间亚甲基硫酸钠0 7-0 9硫磺0 5-0 7过硫酸钾0 2-1 0氢氧化钠06-0 8软水1502、操作条件聚合温度 40-42 度，聚合时间 2

3、-2.5 小时，聚合物转化率 89-90%，胶乳相对密度 1.008 。3、一般配合工艺过程如下：$?A、配制：精制氯丁二烯经干燥、冷却后，计量送入油相配制槽，按配方加入硫磺，待溶 解后再加入松香，配制成油相。用软水、氢氧化钠、分散剂配制水相。同时配制引发剂过 硫酸钾溶液及终止剂溶液。B、聚合：将水相和油相在乳化槽中混合乳化后，送入聚合釜，加引发剂溶液，于40度左右进行聚合。聚合时间 2-2.5 小时，当胶乳相对密度达到 1.068 时（转化率相当于 89%）， 停止聚合。D9 X! n/ Z4 GC、 断链与终止：在胶乳中加入终止剂 （含二硫化四甲基秋兰姆和防老剂D）终止聚合反应。然后将胶乳

4、放到断链槽中，在碱性介质中断链，终点通过塑性控制（卡列尔塑性0.5-0.70 。在终止及断链过程中，聚合物与二硫化四甲基秋兰姆作用，使分子链断裂。-一一D、凝聚与干燥：断链后的胶乳送入凝聚槽，与氯化钠、氯化钙组成的凝聚剂作用，使橡胶呈小颗粒析出。然后再经洗涤、挤压脱水、扑粉、剪切后包装为成品。第二节 品种、结构与性能一、氯丁橡胶按其性能和用途可分类如下：通用型：G 硫磺调节型W 非硫横调节型专用型：粘接型、其它特殊用途型 三维网技术论坛5 d$ D; ? C） w+ X$ r 氯丁胶乳：通用胶乳、专用胶乳另外也有将氯丁橡胶按特性分类，分为A、B C D E、F六个类别，其中 A类是氯丁橡胶的通

5、用型，结晶性中等；B类的结晶性介于 A类和C类之间，C类的结果性最低，但耐寒性良好；D类是含有凝胶的氯丁橡胶，压出性良好；E类是硫磺调节型的橡胶：F类的结晶性最高，因粘合性良好，故被用作胶粘剂。（）、通用型 CR 1、 G型：用秋兰姆作为稳定剂的硫磺调节型；不含这此化合物的则为W型，即非硫磺调节型，G型硫化时必须使用金属氧化物即氧化锌和氧化镁，而W型硫化时不仅要使用以上两种金属氧化物，而且还要使用促进剂。* |; M7 ?2 J8 p% w9 GG型属于通用型的橡胶，供一般橡胶制品使用，其基本型为GN型，该胶稳定性较差，加工性类似天然胶，是最早生产的一处品种。当前最常用的为GNA型，它是为改进

6、前者的稳 定性而制得的，是在前者聚合后的胶乳中加入防老剂而制成，稳定性较好，但有污染性， 其它性能与GN相同。GNA型氯丁橡胶相当于国产的 CR1212型。G型的橡胶由于主链上含有多硫键。由于S S键的键能远低于 C-C键或C-S键的键能，在一定条件下（如热、氧、光）的作用）容易断裂，生成新的活性基团，导致发生交联， 生成不同结构的聚合物，所以其贮存稳定性较差。同时也正是由于存在多硫链，在塑炼时 才使其分子在多硫键处断裂，形成硫氢化合物，使分子量降低，故其塑炼效果与天然胶近 似。2、 W型非硫磺调节型氯丁橡胶采用硫醇（或调节丁）作调节剂，由乳液法聚合制得。 由于分子中不含有硫磺，不会形成因硫键

7、断裂而生成的活性基团，所以橡胶的贮存稳定性 好。该橡胶与 G 型相比，特点是加工性好，加工过程不易焦烧、不易粘辊，操作条件容易 掌握，制得的硫化胶有良好的耐热和较低的压缩变形。但硫化速度快，结晶性大。该橡胶的基本型为 W型，相当于国产氯丁橡胶的CR2322型（二）、专用型 专用型氯丁橡胶系指用作粘合剂及其它特殊用途的氯丁橡胶。这些橡胶多为结晶性很大的 均聚物或共聚物，具有专门的性能和用途，可分为粘接型和其它特殊用途型。二、结构氯丁二烯经聚合而制得的聚合物，有四种不同的分子结构，发明者将其命名为a、B、y、3、其中：a-指分子链为线型的聚合物，结构比较规整，具有可塑性；B-为环状 结构的聚合物；

8、卩为有支链或桥键的聚合物，无可塑性，类似于硫化橡胶；3为高度网状或体型结构的分子。在工业上比较重要的是a型和卩型聚合体。通常工业上所生产的固体氯丁橡胶即属于a型聚合体，它在受热、光、氧作用后老化，其直链分子产生支化或交联，变成硫化胶状态，即转变为卩型聚合体。为了防止氯丁橡胶中的a型聚合体向 u 型聚合体转化，一般都在其中混入一定的防老剂。氯丁橡胶的分子结构中，反式 -1 ， 4加成结构含量较大，占 80%以上，不说意味着分子呈规 则的线性排列，亦即分子具有易于结晶的结构。三、性能氯丁橡胶的主要物理性能如下：- T7V相对密度： 1.15-1.25（ 一般为 1.23） 三维网技术论坛 # C.

9、 % Q * m: i） F玻璃化温度：-40 C 一 .一-ir一一 .使用温度范围：-30- 90C（最高可达160C）分解温度：233258 -.门尼粘度：45-120介电常数：75 -.折射率：1.4040 结晶温度范围：-35- +32C最宜结晶温度：-12C氯丁橡胶的主要物理机械性能如下：1 、氯丁橡胶的强度 氯丁橡胶的强伸性能与天然橡胶相似，其生胶具有很高的拉伸强度和扯断伸长率，属于自 补强型橡胶。聚合物拉断有两种情况，一种是分子滑脱，另一种是分子链的断裂。氯丁橡胶分子绝大多 数是由线性的a聚合体组成的，分子结构规整，分子链中含有极性的氯原子基团，增加了 分子间的作用为，因此在外

10、力作用下，较易拉伸结晶（自补强）分子间不易滑脱。另外分 子量较大，平均分子量 2.0-20 万，所以拉伸强度大，例如，纯胶配合的硫化胶，拉伸强度 可达27.5Mpa，扯断伸长率可达 800% -2、优良的耐老化性能 氯丁橡胶的分子链上连接有氯原子，使得双键和氯原子都变得不活泼，因此其硫化胶的稳 定性良好，不易受大气中的热、氧、光的作用，表现为具有优良的耐老化（耐候、耐臭氧、 耐热）性能，特别是耐候和耐臭氧性能，在通用橡胶中仅次于乙丙橡胶和丁基橡胶，远优于天然橡胶，耐热性优于天然橡胶和丁苯橡胶，和丁腈橡胶相近，能在150C下短期使用,在90110C下使用四个月之久，使用温度每提高10C，寿命相应

11、下降约 50% -+.3、优异的耐燃性氯丁橡胶的耐燃性是通用橡胶中最好的，它具有不自燃的特点，接触火焰可以燃烧，但隔 断火焰即自行熄灭。这是因为氯丁橡胶燃烧时，在高温的作用下，可分解出氯化氢气体而 自仃熄火。坛一4、优良的耐油、耐溶剂性能 氯丁橡胶的耐油性仅次于丁腈橡胶而优于其它通用橡胶。这是因为氯丁橡胶含有极性氯原 子，增加了分子的极性。根据相似相溶的原理，一般碳氢化合物(即指油类)没有极性可 极性极小的，很难使氯丁橡胶溶胀或溶解。三维网技术论坛- n9 L) J, X R A( m7 X氯丁橡胶的耐化学腐蚀性也很好，除强氧化性酸(硝酸和甲酸)外，其它酸、碱对其几乎 没有影响。m5、电性能+

12、 氯丁橡胶由于分子中含有氯原子，所以电绝缘性不好，比天然橡胶、丁苯橡胶和丁基橡胶低，其介电常数为 6-8 ( 1000C/S )，仅适用于600V以下的低电压使用，但由于耐候、而臭 氧以及难燃的特点，常被用作低压电缆的绝缘层。&6、耐水性、透气性氯丁橡胶的耐水性比其它合成橡胶好，如加入耐水性物质则耐水性更好；氯丁橡胶的气密 性仅次于丁基橡胶，且比天然胶大5-6倍。一7、耐寒性氯丁橡胶分子由于结构的规整性和有极性，内聚力较大，限制了分子的热运动，特别是在 低温下，热运动更困难，在拉伸变形后难于恢复原状，即产生结晶，使橡胶失去弹性，甚 至发生脆折断裂现象，因此耐寒性不好。结晶范围为-35- 32C

13、，脆折温度为-35-40C。8、结晶性氯丁橡胶比天然、丁苯、丁基等橡胶的结晶性倾向大，和天然古波塔橡胶一样。 氯丁橡胶及其示硫化胶料和硫化胶，经长期存放后，便会缓慢硬化，丧失粘着性，即产生 了结晶。降低温度，结晶速度加快。硫化胶在-521C范围内产生结晶，在0C时很快产生结晶。结晶后橡胶变硬，硬度和定伸应力增大，但脆性温度并不上升。-3._氯丁橡胶的结晶和熔晶是可逆的过程，当温度升到100C左右，已结晶的橡胶又完全恢复原状，可承受反复屈挠作用，不会象天然橡胶那样造成强度的降低。9、贮存稳定性氯丁橡胶在室温下也具有从a聚合体向u聚合体(硫化胶状)转变的性质，因此贮存稳定性较差。经长期存放后，出现塑性下降、硬度增大、焦烧时间缩短、硫化速度加快的现 象。在加工中表现为流动性差，粘结性能低劣，压出胶胚粗糙，易焦烧，严重时导致胶料 报废10、良好的粘着性 三维网技术论坛