第十十五章橡胶ppt课件

1、第三篇第三篇 合成橡胶合成橡胶第第14章章 合成橡胶概论合成橡胶概论橡胶弹性体的特征：橡胶弹性体的特征：受外力拉伸后可延伸至原有长度两倍以上，去除外力后，即受外力拉伸后可延伸至原有长度两倍以上，去除外力后，即可迅速回复至原有长度。可迅速回复至原有长度。合成橡胶合成橡胶1. 通用合成橡胶通用合成橡胶2. 特种合成橡胶特种合成橡胶天然橡胶天然橡胶14.1.1 天然橡胶及其构造天然橡胶及其构造n几何异构体几何异构体n 几何异构体是由聚合物分子链中几何异构体是由聚合物分子链中双键或环形构造上取代基的构型不同双键或环形构造上取代基的构型不同引起的引起的n 如异戊二烯聚合，如异戊二烯聚合，1,4-1,4-

2、聚合产物聚合产物有有CH2CH2CHCCH3nCH2CH2CH2HCH3HCH3CCCH2CC顺式构型顺式构型反式构型反式构型聚异戊二烯聚异戊二烯14.1.2.2 合成橡胶的分类合成橡胶的分类通用合成橡胶通用合成橡胶性能与天然橡胶相近性能与天然橡胶相近,且物理机械性能与加工性能且物理机械性能与加工性能较好较好,能广泛用作轮胎和其他普通橡胶制品能广泛用作轮胎和其他普通橡胶制品,称为称为“通用橡胶通用橡胶.2. 特种合成橡胶特种合成橡胶凡是具有特殊性能凡是具有特殊性能,专门用作耐热、耐寒、耐溶剂、专门用作耐热、耐寒、耐溶剂、耐辐射、耐化学腐蚀等特种橡胶制品的，称为耐辐射、耐化学腐蚀等特种橡胶制品的

3、，称为“特种橡胶。特种橡胶。14.2 合成橡胶消费工艺特点合成橡胶消费工艺特点1. 单体及其他原料的预备与精制单体及其他原料的预备与精制2. 聚合转化率的控制聚合转化率的控制3. 橡胶的分别橡胶的分别1 电解质凝聚法电解质凝聚法2 冷冻凝聚法冷冻凝聚法A 从乳液聚合的胶乳中分别橡胶从乳液聚合的胶乳中分别橡胶B 从溶液聚合的聚合物溶液中分别橡胶从溶液聚合的聚合物溶液中分别橡胶1直接枯燥法直接枯燥法2水析凝聚法水析凝聚法14.3 合成橡胶的加工合成橡胶的加工14.3.1 橡胶的硫化橡胶的硫化硫化：使具有高弹性的线型高聚物转变成交联网状构造的硫化：使具有高弹性的线型高聚物转变成交联网状构造的 高聚物

4、的过程就称为硫化过程，简称硫化。高聚物的过程就称为硫化过程，简称硫化。硫化反响：硫化反响：从构造上可分为从构造上可分为8类：类：硫、硒、碲等元素；硫、硒、碲等元素；硫黄给予体；硫黄给予体；有机过氧化物；有机过氧化物；醌类化合物醌类化合物金属氧化物金属氧化物胺类化合物胺类化合物树脂类树脂类其它类其它类硫化剂：硫化剂：1. 硫黄：可用于天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、硫黄：可用于天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、聚丁二聚丁二 烯橡胶等。烯橡胶等。2. 硫黄给予体：有秋兰姆、吗啡啉衍生物、氯化硫黄给予体：有秋兰姆、吗啡啉衍生物、氯化硫、多硫化物及烷基苯酚硫化物等。主要用于二硫、多硫化物及烷基苯酚硫化物等。

5、主要用于二烯类橡胶。烯类橡胶。3.有机过氧化物：氢过氧化物、有机过氧化物：氢过氧化物、 二烷基过氧化物、二烷基过氧化物、二酰基过氧化物二酰基过氧化物 、过氧酯、酮过氧化物。主要用、过氧酯、酮过氧化物。主要用于饱和及低不饱和高分子聚合物。于饱和及低不饱和高分子聚合物。如硅橡胶、乙烯如硅橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙丙橡胶、醋酸乙烯共聚物、乙丙橡胶、聚氨酯橡胶、氟橡胶等，对丁基橡胶反而会聚氨酯橡胶、氟橡胶等，对丁基橡胶反而会引起分解。引起分解。4.金属氧化物金属氧化物主要用于氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、聚硫主要用于氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、聚硫橡胶和某些由聚合引入活性通常是酸性橡胶和某些由聚合引入活性通

6、常是酸性基团的高聚物中。常用的金属氧化物硫化剂基团的高聚物中。常用的金属氧化物硫化剂有氧化锌、氧化镁、一氧化铅、四氧化三铅有氧化锌、氧化镁、一氧化铅、四氧化三铅等。等。5. 醌类化合物醌类化合物可作为丁基胶、天然胶、丁苯胶的硫化剂，可作为丁基胶、天然胶、丁苯胶的硫化剂，主要用于丁基胶中。主要用于丁基胶中。常用种类有对苯醌二肟与对二苯甲酰苯醌二肟。常用种类有对苯醌二肟与对二苯甲酰苯醌二肟。6.胺类化合物胺类化合物是丙烯酸酯橡胶和氟橡胶的最重要的交联剂。是丙烯酸酯橡胶和氟橡胶的最重要的交联剂。7.树脂类硫化剂树脂类硫化剂几乎专为丁基胶所用。几乎专为丁基胶所用。合成橡胶硫化的特点合成橡胶硫化的特点合

7、成橡胶大分子链中含有不饱和双键的，皆采用合成橡胶大分子链中含有不饱和双键的，皆采用硫黄或适用于天然橡胶的其他硫化剂硫化。硫黄或适用于天然橡胶的其他硫化剂硫化。2. 合成橡胶大分子链中不含有不饱和双键的，但在合成橡胶大分子链中不含有不饱和双键的，但在主链或侧链上带有氢原子者，可采用有机过氧化合主链或侧链上带有氢原子者，可采用有机过氧化合物交联。物交联。3. 合成橡胶大分子链中不含有不饱和双键的，但在合成橡胶大分子链中不含有不饱和双键的，但在主链或侧链带有易于反响的原子或基团。可采用适主链或侧链带有易于反响的原子或基团。可采用适当的化合物与它反响交联。当的化合物与它反响交联。4. 合成橡胶可用辐射

8、方法交联。合成橡胶可用辐射方法交联。5. 合成橡胶中的热塑性弹性体，室温下已自行交联。合成橡胶中的热塑性弹性体，室温下已自行交联。2. 橡胶配合剂橡胶配合剂3. 橡胶的加工工艺橡胶的加工工艺(1) 生胶的塑炼生胶的塑炼(2) 胶料的混炼胶料的混炼(3) 混炼胶的加工成型混炼胶的加工成型(压延、压型压延、压型)(4) 硫化硫化硫化中的物性变化和正硫化硫化中的物性变化和正硫化某一性能到达某一性能到达最高值时的硫最高值时的硫化称为该性能化称为该性能的正硫化。的正硫化。硫化的历程硫化的历程n三个阶段三个阶段1诱导期或称焦烧时间诱导期或称焦烧时间n 2 硫化反响期硫化反响期 3过硫化期过硫化期第十五章第

9、十五章 通用橡胶通用橡胶15.1 丁苯橡胶丁苯橡胶SBR由丁二烯与苯乙烯两种单体共聚而得到的弹性体由丁二烯与苯乙烯两种单体共聚而得到的弹性体15.1.1 15.1.1 丁苯橡胶分类丁苯橡胶分类15.1.2 低温乳液丁苯橡胶的合成低温乳液丁苯橡胶的合成15.1.2.1 低温丁苯乳液聚合体系的组分及其作用低温丁苯乳液聚合体系的组分及其作用15.1.2.4 丁苯橡胶的构造、组成对性能的影响丁苯橡胶的构造、组成对性能的影响1. 丁苯橡胶的构造丁苯橡胶的构造2. 苯乙烯含量对性能的影响苯乙烯含量对性能的影响15.2 顺丁橡胶顺丁橡胶BR15.2.1 聚丁二烯的构造及其主要种类聚丁二烯的构造及其主要种类1

10、5.2.1.1 聚丁二烯分子链的构造聚丁二烯分子链的构造CH2CCCH2HH CH2CCHHCH2 nn顺式顺式-1，4-聚丁二烯聚丁二烯反式反式-1，4-聚丁二烯聚丁二烯1，2加成的聚丁二烯全同、间同、无规三种立构异构体加成的聚丁二烯全同、间同、无规三种立构异构体15.2.2 顺丁橡胶的消费工艺顺丁橡胶的消费工艺-溶液聚合法溶液聚合法15.2.2.1 各种引发体系的特点各种引发体系的特点 锂系丁基锂，阴离子引发剂锂系丁基锂，阴离子引发剂 钛系钛系 钴系钴系 镍系镍系配位阴离子聚合引发剂配位阴离子聚合引发剂15.2.2.2 顺丁橡胶镍系引发剂消费工艺流程顺丁橡胶镍系引发剂消费工艺流程15.2.

11、2.3 顺丁橡胶消费工艺的要求与控制顺丁橡胶消费工艺的要求与控制1. 原料精制原料精制2. 溶剂的选择溶剂的选择: 甲苯甲苯-庚烷混合溶剂庚烷混合溶剂3. 引发剂活性引发剂活性4. 聚合速率聚合速率5. 分子量及其分布分子量及其分布6. 跃升反响跃升反响先合成较低分子量的聚合物，在聚合工序未终止前再添加先合成较低分子量的聚合物，在聚合工序未终止前再添加有机铝卤化物或有机铝卤化物或“有机铝卤化物与有机卤化物的混合物，能有机铝卤化物与有机卤化物的混合物，能使聚丁二烯分子量和门尼粘度急剧升高，即使聚丁二烯分子量和门尼粘度急剧升高，即“跃升上去。跃升上去。这种使分子量升高的反响称为跃升反响。这种使分子

12、量升高的反响称为跃升反响。跃升剂跃升剂:三乙基铝、一氯二乙基铝及氢化二异丁基铝等三乙基铝、一氯二乙基铝及氢化二异丁基铝等7 粘度问题粘度问题8 消费控制与终止聚合消费控制与终止聚合聚合转化率聚合转化率门尼粘度门尼粘度9 挂胶挂胶15.3 异戊橡胶异戊橡胶IR15.3.1 聚异戊二烯的构造与合成原理聚异戊二烯的构造与合成原理CH2CCCH2CH3H CH2CCHCH3CH2 nnCH2CCH3CHCH2 CH2CHCCH2 CH3nn顺式顺式-1，4-聚异戊二烯聚异戊二烯反式反式-1，4-聚异戊二烯聚异戊二烯1，2 加成加成聚异戊二烯聚异戊二烯3，4加成加成 聚异戊二烯聚异戊二烯15.3.1.2

13、 顺式顺式-1，4-聚异戊二烯合成原理聚异戊二烯合成原理异戊二烯合成顺式异戊二烯合成顺式-1，4-聚异戊二烯所用引发剂类型聚异戊二烯所用引发剂类型1 Zeglar-Natta型型 TiCl4+R3Al TiCl4+聚亚胺基铝烷聚亚胺基铝烷2 烷基锂型烷基锂型3 稀土型稀土型15.3.2 顺式顺式-1，4-聚异戊二烯的种类、性能及运用聚异戊二烯的种类、性能及运用15.3.2.1 顺式顺式-1，4-聚异戊二烯的种类聚异戊二烯的种类15.3.3 异戊橡胶与天然橡胶之间的差别及其改性异戊橡胶与天然橡胶之间的差别及其改性差别：天然橡胶中含有极性基团。差别：天然橡胶中含有极性基团。 天然橡胶中含有天然橡胶

14、中含有6%的不溶物质变性蛋白。的不溶物质变性蛋白。改性：改性： 引入极性基团引入极性基团 添加改性剂添加改性剂15.4 其他通用橡胶其他通用橡胶乙丙橡胶乙丙橡胶EPR：乙烯和丙烯的共聚物，通常参与少量的非：乙烯和丙烯的共聚物，通常参与少量的非共轭的二烯烃使之可硫化交联。共轭的二烯烃使之可硫化交联。15.4.2 丁基橡胶丁基橡胶(IIR)丁基橡胶由主要单体异丁烯和少量辅助单体二烯烃丁基橡胶由主要单体异丁烯和少量辅助单体二烯烃如异戊二烯、丁二烯等共聚得到。如异戊二烯、丁二烯等共聚得到。15.4.3 氯丁橡胶氯丁橡胶(CR)单体单体2-氯丁二烯的聚合物氯丁二烯的聚合物-聚氯丁二烯聚氯丁二烯作业：作业：1. 合成橡胶配合剂