顺丁橡胶实用教案

1、 概述(i sh)顺丁橡胶是顺式-1,4-聚丁二烯橡胶的简称，其缩写(suxi)为BR。是由丁二烯单体在催化剂作用下通过溶液聚合制得的有规立构橡胶。分子式：(C4H6)n 结构式： 单元体：第1页/共17页第一页，共17页。生产(shngchn)方法工业生产顺丁橡胶均采用(ciyng)溶液聚合的方法，原材料主要有单体丁二烯和溶剂，常用的溶剂脂肪烃、脂环烃、芳香烃和混合烃。辅助原材料有催化剂、防老剂和分散剂等。 生产顺丁橡胶所用的溶剂和所得的产物(chnw)因使用的催化剂不同而异。第2页/共17页第二页，共17页。 生产(shngchn)方法生产(shngchn)工序催化剂、终止剂和防老剂的配制

2、(pizh)计量丁二烯的聚合胶液的凝聚橡胶的脱水和精制第3页/共17页第三页，共17页。不同催化剂所得(su d)的产物 用丁基锂为催化剂生产(shngchn)顺丁橡胶时,多以环己烷(或己烷)作溶剂。 这种聚合体系的催化活性高,工艺简单，反应容易控制(kngzh)。但所得顺丁橡胶的顺式1，4含量低，分子量分布窄，不易加工，硫化后的顺丁橡胶的物理性能较差，一般只与聚苯乙烯树脂混炼作改性树脂。 用钛或钴催化体系生产顺丁橡胶时，一般选用苯或甲苯作溶剂。这种催化体系制得的顺丁橡胶的顺式1，4含量高，与硫化胶的物理性能类似。不同的是钛系顺丁橡胶的分子量分布窄、冷流倾向大，加工性能也不如钴系和镍系顺丁橡胶

3、好。第4页/共17页第四页，共17页。不同催化剂所得(su d)的产物 用镍系催化剂生产(shngchn)顺丁橡胶，芳烃（如苯或甲苯）和脂肪烃（如环己烷、己烷、庚烷或加氢汽油）均可作为聚合溶剂。并且都能得到高分子量、高顺式顺丁橡胶。 目前(mqin)尚有三种新型催化剂：稀土催化剂（如环烷酸稀土、一氯二乙基铝三异丁基铝）-烯丙基氯化镍催化剂（如(-C3H5NiCl)2-四氯苯醌）卤化-烯丙基铀催化剂【如(-C3H5)3UCl-AlRCl2,式中R为乙基】通过上述三种新型催化剂均可制得高顺式(96%99%)的顺丁橡胶，而且活性和所得硫化胶的物理性能也很好。第5页/共17页第五页，共17页。结构(j

4、igu)特点平均摩尔(m r)质量较低，且分子量分布较窄。 结构规整、无侧基的碳链橡胶，可以(ky)结晶。 非极性橡胶。无极性、分子间作用力较小、分子链柔顺性好。每个结构单元上存在一个双键，为不饱和橡胶。但是因为双键一端没有甲基的推电子性而使得双键活性没有天然橡胶（NR）大。高分子量的顺丁橡胶分子量为(80120)104；中高分子量的顺丁橡胶分子量为(2540)104。第6页/共17页第六页，共17页。性能(xngnng)分子链非常柔顺、相对分子质量分布较窄优缺 是目前橡胶中弹性(tnxng)最好的顺丁橡胶是结晶(jijng)性橡胶，但结晶(jijng)能力不强，所以自补强能力较小 滞后损失小

5、撕裂强度较低 动态生热低 是通用橡胶中低温性能最好的（Tg=-105） 耐屈挠性能优异(制品的耐动态裂口生成性能好) 湿润能力强,硫化时流动性好,适于注射成型 耐油、耐溶剂性差具有冷流性, 加工性较差, 不易获得塑性成型贴合时, 自黏性差第7页/共17页第七页，共17页。性能不饱和橡胶，双键(shun jin)活性低于天然橡胶优缺 易使用硫磺(lihung)硫化易发生(fshng)老化硫化反应速度较慢，介于天然橡胶和丁苯橡胶之间 耐热老化性优于天然橡胶第8页/共17页第八页，共17页。性能(xngnng)结构规整性好、无侧基、摩擦系数小优缺 耐磨性好湿滑性差第9页/共17页第九页，共17页。分

6、类(fn li)按催化体系镍胶钴胶稀土胶镍系催化剂由有机酸镍盐、含氟的无机化合物和有机金属化合物以 及微量水组成。制备出的聚丁二烯橡胶(xingjio)中顺式1,4-构型含量高达96%，链的柔性较好，在一般状态下，分子呈卷曲状态，回弹性好。钴系催化剂以钴的氯化物、氧化物、有机(yuj)酸盐和吡啶络合物等任何可溶和不可溶的钴化合物为主催化剂，以铝的有机(yuj)化合物为助催化剂，以水、有机(yuj)过氧化物、卤素、醇和有机(yuj)卤化物为第三组份活化剂。稀土系催化剂是以稀土化合物为主催化剂的一类催化剂，对于丁二烯聚合，以钕化合物的活性最高，因此稀土顺丁橡胶工业生产均采用钕化合物为主催化剂。第1

7、0页/共17页第十页，共17页。分类(fn li)按顺式1,4-结构的含量高顺式中顺式顺式含量96%98%。物理学性能接近于NR，分子间力小，分子量高，因而分子链柔性大,玻璃化温度低（Tg=-110）。在常温无负荷时呈无定形态，承受外力时有很高的形变能力，是弹性(tnxng)和耐寒性最好的合成橡胶。由于分子链比较规整，拉伸时可以获得结晶补强，加入炭黑又可获得显著的炭黑补强效果。顺式含量(hnling)90%95%。物理学性能和加工性能高顺式聚丁二烯橡胶，趋于淘汰。低顺式顺式含量40%以下。是含有较多的乙烯基（即1，2-结构）的中乙烯基丁二烯橡胶。它具有较好的综合平衡性能，克服了高顺式丁二烯橡胶

8、的耐湿滑性差的缺点，最适宜制造轮胎。此外，低顺丁橡胶中丁二烯的顺反异构体呈无规分布，具有最好的耐寒性。第11页/共17页第十一页，共17页。应用(yngyng)轮胎(lnti)制造耐磨(nai m)产品耐寒产品利用顺丁橡胶优异的弹性、耐磨性、耐寒性以及生热低的特性如胶鞋、胶管、胶带、胶辊等利用顺丁橡胶的耐寒性可以制造各种耐寒性要求较高的产品第12页/共17页第十二页，共17页。改性顺丁橡胶性能上的缺点(qudin)可以通过与其他橡胶并用以及通过配方和工艺的改进而得到改善。例如：12顺丁橡胶可通过与其他通用橡胶并用来(yn li)弥补、克服或改善顺丁橡胶在拉伸强度、抗湿滑性、崩花掉块及加工性能方

9、面的不足。由于顺丁橡胶加工性能差，通常与天然橡胶、丁苯橡胶并用作轮胎胶料其中顺丁胶用量为25%35%，用量超过50%时，混炼和加工会发生困难。顺丁胶的硫化速度接近于丁苯胶，但比天然橡胶慢。顺丁橡胶与PE并用(bn yn)时，可以提高顺丁橡胶的挺性、耐磨性和硬度，而伸长率降低，永久变形增大。顺丁橡胶与无规聚丙烯并用(bn yn)可改善BR的冷流性和包辊性，提高抗湿滑性能。3顺丁橡胶与氯丁橡胶、丁腈橡胶并用可改善它们的耐磨性、耐寒性及弹性，并降低氯丁橡胶的压缩生热及永久变形，改善氯丁橡胶在混炼时的粘辊现象。但顺丁橡胶用量增加会降低氯丁橡胶及丁腈橡胶的耐油性。第13页/共17页第十三页，共17页。顺丁橡胶(shn dn xin jio)与天然橡胶顺丁橡胶BR天然橡胶NR相同点都有不饱和键,易使用硫黄硫化,易发生老化(lohu)，耐油性、耐溶剂性差。都具有高弹性。第14页/共17页第十四页，共17页。顺丁橡胶(shn dn xin jio)与天然橡胶顺丁橡胶BR天然橡胶NR不同点NR比BR的加工