生胶通用橡胶分解课件

1、第二章 生胶第一节 天然橡胶(natural rubber)第二节 通用合成橡胶(common synthetic rubber)第三节 特种合成橡胶(high performance synthetic rubber) （复习思考题）第一节天然橡胶一 、来源 绝大多数（98）来自三叶橡胶树的新鲜胶乳(latex)。二、主要品种、等级与技术标准 1、烟片胶(smoked sheet) 干燥时采用烟熏。 2、绉片胶(crepe rubber) 干燥时不烟熏，直接用热空气干燥而成。 白绉片(pale crepe) 褐绉片(brown crepe) 3、颗粒胶（标准胶） 三、化学组成1、橡胶烃（主要

2、成分 93左右）；2、丙酮抽出物（脂肪酸及固醇类）；3、氮化合物（碱性氮化合物可促进硫化）；4、灰分（无机盐类）；5、水分。 1、分子结构 异戊二烯的线性高聚物，分子量约35万 顺式1，4结构，具有立体规整性，为有规立构橡胶（等规度98）2、结晶性 立体规整性 特点：a、分子链柔性大，分子间小，等同周期长（10或更低温度长期贮存才有明显结晶。 b、解晶后（无定形）的生胶在室温下拉伸伸长70以上发生结晶； 硫化胶在室温下拉伸伸长200以上发生结晶。（自补强性）四、分子结构与结晶性五、性能特点1、优点： Tg低（72），弹性温度范围宽，55130，耐寒性好。 自补强性，机械强度非常好（仅次于PUR

3、），尤其是纯胶配合。 优异的耐屈挠特性。（滞后损失小，多次形变生热低） 硫化特性、加工性能、粘着性和并用性好。2、缺点： 耐老化性差；耐油、耐溶剂性差。 第二节 通用橡胶一、丁苯橡胶(styrene-butadiene rubber, SBR)二、顺丁橡胶(cis-butadiene rubber, BR)三、异戊橡胶(isoprene rubber, IR)四、氯丁橡胶(chloroprene rubber, neoprene rubber, CR)五、丁腈橡胶(nitrile rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, NBR)六、丁基橡胶(butyl

4、rubber, IIR)七、乙丙橡胶(ethylene-propylene rubber, EPR,EPM)一、丁苯橡胶（SBR）单体 丁二烯、苯乙烯分子结构特点： 无规共聚物。链的规整性很差，没有结晶性 非自补强性分子中含大量不饱和双键，易于用硫黄硫化。性能：1、优点：（可通过调节苯乙烯含量调节控制物理性能）弹性而兼较高硬度；耐磨性较好（较NR）；耐油、耐热与耐老化较NR好。2、缺点：纯胶硫化胶强度低；滞后损失大，动态生热高，弹性低，耐屈挠龟裂和耐寒性稍差；硫化速度较慢。二、顺丁橡胶（BR）1、分子结构 顺式1，4聚丁二烯（顺式1，4结构含量大于90）， 有规立构，但很难结晶。含大量不饱和双

5、键，通常用硫黄硫化。 2、性能 优点：硫化胶有突出的高弹性与耐寒性（Tg:105）；滞后损失小和动态生热小，耐屈挠龟裂，耐磨；填充性好。与NBR及SBR相比，可填充更多的油和补强填。 缺点：纯胶拉伸强度低；抗撕裂强度低。耐老化性差。三、异戊橡胶（IR） 1、 聚异戊二烯橡胶，是异戊二烯的定向聚合产物； 2、分子结构与天然橡胶相似， 3、性能与NR很相近。主要用于代用天然橡胶。特点： 为非橡胶成分少，耐水性和介电性较NR好。IR中缺乏NR中所具有的脂肪酸、蛋白质，故硫化速度较NR慢，但因门尼焦烧时间长，操作安全性好。 四、氯丁橡胶（CR）(聚氯丁二烯橡胶)1、分子结构： 由2氯丁二烯1，3乳液聚

6、合而得。反式1，4结构（约85），故分子链规整（等同周期短）为有规立构橡胶具有结晶性具有自补强性（1020下贮存或拉伸伸长200300即发生结晶）1，2加成结构（约1.5）化学活性高（主要的交联中心）；利用烯丙基氯的化学活性，采用氧化锌、氧化镁作硫化体系。2、性能特点优点： 耐老化（热、光、氧、臭氧）； 耐燃； 耐油； 综合力学性能好。缺点： 耐寒性差； 电绝缘性不发好；耐屈挠龟裂性较低；动态生热性较大。五、丁腈橡胶（NBR）1、分子结构 丁二烯与丙烯腈的无规共聚物无定形橡胶（非自补强性）引入强极性氰基，分子间作用力较大，分子链柔顺性较差。2、性能特点优点：硫化胶有较高的机械强度和优异的耐磨耗

7、性（分子间力） 突出的耐油与非极性溶剂性（通用橡胶中最好）（强极性） 良好的气密性。缺点：回弹性和耐寒性较差。 易屈挠龟裂，动态生热大。 电绝缘性性能较差。六、丁基橡胶（IIR） 1、分子结构主链为低不饱和度。较高的规整性（异丁烯链节结构对称）有结晶性。链节中两个较大的取代基，使聚异丁烯链呈螺旋结构（链的柔性下降，等同周期加长，结晶减慢。主链长度方向缩短，侧甲基排列整齐、堆切紧密。）2、性能特点优点：耐氧、臭氧、和天候老化，耐酸碱腐蚀。纯胶或硫化胶均有较高的强度。（自补强性，伸长大于400，室温或更高温度下都能发生结晶。）突出的气密性（所有橡胶中最好）缺点：硫化性能较差，硫化速度慢。回弹性较差

8、，滞后损失和永久变形较大。 七、乙丙橡胶 （ EPM与EPDM）1、分子结构特点链的规整性差无结晶性非自补强性橡胶主链完全饱和 ，EPDM有侧基双键，EPM中不存在双键2、性能特点优点：优异的耐氧化与臭氧老化性、耐候性和耐热老化性。（通用橡胶中最好）高的耐水、耐化学腐蚀性和优良的电绝缘性（优于IIR、接近PE）耐寒性和回弹性好。（仅次于NR）缺点： 硫化性能较差，硫化速度慢。对EPM，不能用硫黄硫化，必须用过氧化物硫化，并配以助交联剂。 对EPDM，由于有侧挂双键，可以采用硫黄、过氧化物、树脂交联剂硫化。 纯胶硫化胶强度低。 第三节 特种合成橡胶 一、硅橡胶（Q） (silicone rubb

9、er)二、氟橡胶 （FPM）(fluorocarbon rubber)三、丙烯酸酯橡胶（ACM）(acrylic rubber)四、聚氨酯橡胶（AU、EU）(polyurethane rubber) 五、氯磺化聚乙烯橡胶（CSM） (chlorosulphonated polyethylene)一、硅橡胶（Q）由各种硅氧烷缩聚而成的一类线型高分子弹性体。（品种很多）1、通式2、常用品种 3、特性 1、通式OSinR1R2 R1、R2：甲基、乙烯基、苯基、三氟丙基2、常用品种甲基乙烯基硅橡胶 （MVQ） 二甲基硅橡胶 （MQ）n=5000-10000m=5000-10000n=10-20OSim

10、CH3CH3OSinCH3CH=CH2CH3OSinCH33、特性优点： 耐寒（70oC 110oC仍有良好弹性） 原因：Si-O键较长，键角大，氧上无旁侧原子，加上硅原子两旁有机基屏蔽作用， 分子间力很弱，分子链柔性极好。 耐高温（300oC） (Si-O键能高，89.3kcal/mol，C-C 63kcal/mol ) 回弹性好（低温） (resilience) 特别耐热氧、臭氧和天候老化(weathering)。（主链Si-O键） 透气性很高。N2为NR的30倍，O2为NR的20倍 完全的生理惰性。 缺点：强度低；不耐酸碱； 价格昂贵。 二、氟橡胶（FPM）（含氟弹性体、氟碳弹性体）指分

11、子链或侧链的碳原子上连有氟原子，并能进行交联硫化的一大类高分子材料。常用品种特性 1、常用品种偏氟乙烯六氟丙烯共聚物 维通A（Viton A）/F26偏氟乙烯三氟氯乙烯共聚物 凯尔F（KelF）/F-23CF2CH2xCF2CFyCF3CF2CH2xCFClCF2y2、特性优点：很高的热稳定性，优异的耐高温性； 200oC长期工作三年以上，316oC工作12天。 原因：CF键能很高，F原子对主链CC键产生很好的屏蔽作用（F原子半径为CC键长的一半）。很强的化学惰性，极好的耐化学性。（在所有橡胶中最优，尤其是能耐强氧化性酸和其它强氧化 剂） 突出的耐老化性、耐燃性。 电绝缘性、耐油性、气密性优异

12、。缺点：耐寒性差；回弹性低；价格贵。三、丙烯酸酯橡胶（ACM） （丙烯酸酯和其它不饱和单体的共聚物） 1、常用品种 2、特性 1、常用品种丙烯酸丁酯与丙烯腈共聚物 丙烯酸丁酯、丙烯腈氯乙基丙烯酸酯共聚物丙烯酸乙酯、丙烯酸乙氧基乙酯与氯乙基丙烯酸酯共聚物丙烯酸丁酯与丙烯腈共聚物 CH2CHxC=OOC4H9CH2CHyCN丙烯酸丁酯丙烯腈氯乙基丙烯酸酯共聚物 CH2CHxC=OOC4H9CH2CHyCNCH2CHzC=OOCH2CH2Cl丙烯酸乙酯丙烯酸乙氧基乙酯氯乙基丙烯酸酯共聚物 CH2CHxC=OOC2H5CH2CHyCOCH2CHzC=OOCH2CH2ClOCH2CH2 OCH2CH32

13、、特性 优点：耐热性好（可在175oC下长期使用，仅次于氟橡胶、硅橡胶）耐油（仅次于氟橡胶）；耐老化。缺点：耐寒性、弹性较差；耐磨性也不够好四、聚氨酯橡胶（AU、EU） 1、原料（常用） 多元醇二异氰酸酯 OCNANCO 扩链剂 (extender)2、分类 3、大分子组成 4、大分子结构特点5、特性 聚氨基甲酸酯橡胶的总称。由分子量为2000左右的端羟基聚醚或聚酯与二异氰酸酯类化合物反应并经扩链而得。多元醇（分子量2000左右）聚酯二醇（HOROH）聚已二酸乙二醇酯聚已内酯聚醚二醇（HOROH）聚乙二醇 H OCH2 CH2 n OH 聚丙二醇聚四亚甲基二醇聚丁烯二醇二异氰酸酯（OCNANC

14、O）2,4二异氰酸酯基甲苯（TDI）4，4，二异氰酸酯基二苯甲烷（MDI） OCN CH2 NCOCH3NCONCO扩链剂低分子二醇（HOBOH） 1，4丁二醇（BDO） HOCH2 CH2 CH2 CH2OH低分子二胺（NH2BNH2）3,3-二氯4，4二氨基二苯甲烷（MOCA）2、分类热塑性 聚酯（聚醚）二醇MDIBDO浇注型 聚酯（聚醚）二醇TDIMOCA混炼型 聚丁烯二醇OCNANCO HOBOH3、大分子组成二元醇扩链二元胺扩链4、大分子结构特点柔性、较长的聚酯链段或聚醚链段，由多亚甲基 低分子二醇（二胺）与二异氰酸酯形成的刚性链段（极性强，并形成氢键网络，内聚能很高，室温下类似于共

15、价交联）。 -C-O- O（CH2）n 、醚键（O）或酯基 构成。5、特性 优点：强度很高，耐磨性极优（所有橡胶中最好）既可以为高硬度，又同时富有高弹性。（任何其它橡胶或塑料都不具备）耐油性好（NBR）气密性优（近似于IIR）缺点：耐水性差（尤其是高温，有酸碱性杂质存在，易水解）动态生热高。耐热性低。 五、氯磺化聚乙烯橡胶（CSM） （海泊隆，Hypalon）由分子量为20000左右的聚乙烯于CCl4溶剂中，在汞-石英灯照射下，与Cl2和SO2或SO2Cl2作用而制得。1、结构 ： （按S、Cl含量有很多品种）2、 特性： 优异的耐臭氧、耐天候老化和热老化性能； 优良的耐燃性； 良好的耐腐蚀性

16、；力学强度高（自补强性）； 不能用硫磺硫化。 氯磺化聚乙烯分子结构氯含量：一般在27一45间最适宜为37%硫含量：一般合量为15以下以磺酰氯形式存在于分子中，提供交联点。复习思考题1、何谓自补强性？哪些橡胶有自补强性？2、比较NR、BR、SBR三种橡胶的耐老化性、回弹性、耐寒性及其纯胶硫化胶的的强度。3、解释下列各种橡胶所具备的特性CR：耐燃、有自补强性；NBR：突出的耐油性和耐非极性溶剂性；IIR：突出的气密性，高的介电性能和耐水性；EPM和EPDM：突出的耐氧、臭氧、天候老化与热老化性。4、为什么CR和EPM通常不用硫黄硫化？复习思考题5、为什么MQ有极好的耐严寒和耐高温性、高的透气性？6、简述ACM、FPM的特性；7、解释AU和EU的下列特性8、强度和耐磨性在所有橡胶中最优；9、既可以为高硬度，又同时可具高弹性；10、耐油性极好而耐水性差。11、写出MVQ、26型氟橡胶的结构式；12、举例写出ACM和AU的结构式。 橡胶园割胶与采胶收集胶乳胶乳加工