天然通用橡胶

第五章橡胶概述橡胶的经典定义：在较小的外力作用下就具有较大的伸长能力（50-1000%），除去外力后能在数秒内恢复到接近它的原始尺寸。橡胶要达到使用要求，须经过硫化改性工序，硫化是将线型、无定型的大分子交联化。1、简介橡胶制品种类繁多，大致可分为轮胎，胶带、胶管与胶布，工业橡胶制品，生活橡胶制品和胶乳制品等，其中轮胎的耗胶量最大，占世界橡胶总量的50-60%。1、简介第五章橡胶天然橡胶11世纪：开始利用天然橡胶；1930s：合成橡胶出现；现有几十种各具特色的合成橡胶，但却很难有一种合成橡胶具有天然橡胶那样好的综合性能；天然橡胶的消耗量约占橡胶总消耗量的40%！1、概述全世界天然橡胶总产量的90%以上产自东南亚地区，主要是马来西来，印度尼西亚，斯里兰卡和泰国；其次是印度，中国南部，新加坡，菲律宾和越南等。1、概述主要成分：顺式-1，4-聚异戊二烯的线型高分子化合物，其结构式为：2、天然橡胶的组成相对分子质量在3万-3000万之间，相对分子质量分布指数宽，因此，天然橡胶具有良好的物理性能和加工性能。2、天然橡胶的组成较高的力学强度。良好的耐屈挠与抗疲劳性能，且气密性、防水性、电绝缘性和隔热性良好。加工性能好，表现在容易进行塑炼、混炼、压延、压出等。3、天然橡胶的性能和用途优点：缺点：耐油性、耐臭氧老化和耐热氧老化性差。天然橡胶：具有最好的综合力学性能和加工性能，可以单用制成各种橡胶制品，也可与其它橡胶并用改进其它橡胶的性能。3、天然橡胶的性能和用途第五章橡橡胶通用合成橡橡胶通用合成橡胶1、丁苯橡胶2、顺丁橡胶3、异异戊橡胶4、乙丙橡胶5、丁基基橡胶6、氯丁橡胶1933年年：德国首首先研制出高温乳液聚聚合丁苯橡胶，最早实现工工业化的合成橡胶；；合成橡胶中中产量和消耗耗量最大的胶种。1、发展1、丁苯橡胶（SBR））2、结构1、丁苯橡胶（SBR））丁苯橡胶：：苯环和侧侧乙烯基的的存在导致分子结构不规规整，属于于不能结晶晶的非极性性橡胶，使大分子链柔柔性较差，，分子内摩摩擦增大。纯胶：强度低，弹性、耐寒性，耐耐屈挠、耐撕裂性和和粘附性能能均较天然橡胶胶差，须补强后才具有实际使用价值。。1、丁苯橡胶（SBR））3、性能单体比例：直接影响聚合物物的玻璃化温度度，随着苯乙烯含量的增加加，玻璃化温度度升高。3、性能1、丁苯橡胶（SBR））随着苯乙烯含量的增加加，模量增加，，弹性下降降，拉伸强强度先升高高后下降，在苯乙烯含量量为50%时出现极值值。3、性能1、丁苯橡胶（SBR））乳聚丁苯橡胶：：苯乙烯含量一般为为23.5%，其综合性能最最好。溶聚丁苯橡胶：：苯乙烯含含量在18%或23.5-25%之间。3、性能1、丁苯橡胶（SBR））SBR不饱和度比天天然橡胶低低，耐热性、、耐老化性性、耐磨性性均优于天然橡胶，，加工过程中分子子链不易断断裂，硫化化速度较慢慢，不易发发生焦烧和和过硫化。3、性能1、丁苯橡胶（SBR））丁苯橡胶价价格较低，，其力学性能和工艺加工性性能的不足，可以通过调整配配方（如与与天然胶并并用）和工工艺条件得得到改善或或克服。3、性能1、丁苯橡胶（SBR））4、用途机械机构性能，加工工性能及制制品的使用用性能接近近于天然橡橡胶，耐磨、耐热、耐耐老化及硫硫化速度较较天然橡胶胶更为优良良，可与天天然橡胶及及多种合成成橡胶并用用，广泛用用于轮胎、胶带带、胶管、、电线电缆及医疗器具等领域。1、丁苯橡胶（SBR））一、聚合方方法：乳液聚合溶液聚合为主2、聚丁二烯橡胶胶（BR）二、结构：2、聚丁二烯橡胶胶（BR）微观结构主要要是通过选择择不同的催化体系来加以控制的的。丁二烯的加成方式既可以是1,2加成，也可以是1,4加成，1,4加成中又存在在着顺式结构和反式结构。以有机锂催化剂剂体系：制备的聚丁橡橡胶中顺式-1,4含量为35-40%，称低顺式顺丁橡橡胶。二、结构：2、聚丁二烯橡胶胶（BR）采用Ziegler-Natta催化体系：制备的聚丁橡胶中，，顺式-1,4结构含量达95%以上，称高顺顺式顺丁橡胶胶，简称顺丁橡胶，是聚丁二烯橡橡胶的主要品种。二、结构：2、聚丁二烯橡胶胶（BR）聚丁橡胶的微观结构直直接影响其玻璃化温度，尤其是分子链链中乙烯基的的含量。当乙烯基含含量为10%时，Tg为-95℃，乙烯基含量量为95%时，Tg则为-15℃，两者几乎呈呈线性关系。二、结构：2、聚丁二烯橡胶胶（BR）随着乙烯基含量的的增加，其耐磨性、弹性、耐寒寒性能变差，，而抗湿滑性性能变好，乙烯基质量分数为为35-55%的BR具有较好的综合性能。2、聚丁二烯橡胶胶（BR）二、结构：三、性能：2、聚丁二烯橡胶胶（BR）高顺式顺丁橡胶：顺式1，4-聚丁二烯质量量分数高达96-98%，分子结构比比较规整，主链上无极性基团，，分子间作用力力小，分子中有大大量可发生内内旋转的C-C键，分子链非非常柔顺。（1）优点①具有优异的的弹性：高顺式聚丁二烯烯橡胶是当前所有橡橡胶中弹性最高的一种橡胶，，甚至在很低低的温度下，，分子链段都都能自由运动动，所以能在在很宽的温度范范围内显示高高弹性，可用于改善天然橡橡胶或丁苯橡橡胶的低温性能。三、性能：2、聚丁二烯橡胶胶（BR）②滞后损失和和生热小：由于高顺式顺丁二二烯橡胶分子子链段的运动所需要要克服周围分子子链的阻力和和作用力小，内摩擦小，当作用于分分子的外力去去掉后，分子能较快的的回复至原状状，因此滞后损损失小，生热热小，这一性能对延长使用时反复变形，，且传热性差差的轮胎的寿命具有一定益处。三、性能：2、聚丁二烯橡胶胶（BR）③低温性能好：主要表现在玻璃化化转变温度低低，为-105℃左右，而天然然橡胶的为-73℃，丁苯橡胶的的为-60℃左右，所以掺用高顺式顺顺丁橡胶的胎胎面在寒带地地区仍可保持持较好的使用性能。三、性能：2、聚丁二烯橡胶胶（BR）④耐磨性能优异：对于需耐磨的橡胶胶制品，如轮轮胎、鞋底、、鞋后跟等，，这一胶种特特别适用。三、性能：2、聚丁二烯橡胶胶（BR）⑤耐屈挠性能优异：高顺式聚丁二烯烯橡胶制品耐耐动态裂口生生成性能良好。三、性能：2、聚丁二烯橡胶胶（BR）⑥填充性好：与丁苯橡胶和天天然橡胶相比比，高顺式聚聚丁二烯橡胶胶可填充更多多的操作油和和补强填料，，有较强的炭炭黑润湿能力力，可使炭黑黑较好地分散散，因而可保保持较好的胶胶料性能，这一性能有利于于降低胶料成成本。⑦混炼时抗破破碎能力强：在混炼过程中高高顺式聚丁二二烯橡胶粘度下降的幅度比比天然橡胶小小得多，比丁丁苯橡胶也小小，因此在需需要延长混炼炼时间时，对对胶料的口型型膨胀及压出出速度几乎无无影响。三、性能能：2、聚丁二烯烯橡胶（（BR）⑧吸水性性低：顺丁橡胶胶的吸水性性低于天天然橡胶胶及丁苯橡胶胶，这一性能可可使顺丁丁橡胶用用于绝缘缘电线等等需耐水水的橡胶胶制品。。三、性能能：2、聚丁二烯烯橡胶（（BR）（2）缺点：①拉伸强强度与撕撕裂强度度低：均低于天然然橡胶和和丁苯橡橡胶，因因而在轮轮胎面中中掺用量量较高时时，不耐耐刺扎和和切割。三、性能能：2、聚丁二烯橡橡胶（BR）②抗湿滑性性能差：在车速高、、路面平滑滑或湿路面面上使用时时，易造成成轮胎打滑滑，降低行行驶安全性性。三、性能：：2、聚丁二烯橡橡胶（BR）③生胶的冷冷流性大：：这使得生胶胶或未硫化化的胶料在在存放时较较易流动，，因此在生生胶的包装装、贮存及及半成品存存放过程中中，需对这这一问题引引起注意。。三、性能：：2、聚丁二烯橡胶胶（BR）④加工性能和和黏合性能较差：如开炼机混炼时时胶料的包辊辊性差，在辊辊筒上的加工工性能对温度度较敏感，温温度高时易产产生脱辊现象，密炼时胶料的自自粘性和成团团性差。三、性能：2、聚丁二烯橡胶胶（BR）丁基橡胶：亦亦称异丁橡胶，，是异丁烯与与少量异戊二烯烯低温时的阳离子共聚聚产物。3、丁基橡胶（IIR）一、简介：由于饱和度大（硫化后几乎乎没有双键）），所以化学稳定性高高，同时由于分分子结构中每每隔一个原子子都有两个侧甲基相连，结果体积效应较大，严重限制了分子的热运动能力，因而丁丁基橡胶具有有优异的的气密性（比天然胶高8倍多）。二、结构：3、丁基橡胶（IIR）结构决定其松松驰速度较慢，因因而丁基橡胶胶永久变形大，，滞后损失也也大，定伸强强度低。丁基橡胶因结结构较规整，，拉伸时能结结晶，故纯胶胶配合硫化胶胶亦具有较高高强度。二、结构：具有优异的气密性性和很高的化化学稳定性，电绝缘性、耐耐酸碱性、抗抗氧、抗臭氧氧和耐候性，在脂肪族溶溶剂中溶胀剧剧烈，但对含含氮和含氧溶溶剂及在动植植物油中的稳稳定性较其它它橡胶都好。。缺点：弹性不如天然橡胶胶，硫化速度度慢，与其它它橡胶并用性性差。三、性能和用用途：丁基橡胶：最最适合制造内胎、防辅射射手套，和其其它气密性要要求较高的橡橡胶制品，此外也可用于制造化工设备衬里里以及电线、电缆外外皮、耐热制制品等。三、性能和用用途：乙丙橡胶：以乙烯、丙烯为为主要单体原原料共聚的无无定型橡胶。4、乙丙橡胶一、简介：非极性的、饱饱和的分子主主链随乙烯含量增加加，表现为：其生胶混炼胶胶和硫化胶的的拉伸强度提提高；常温下的耐磨磨性能改善；；增塑剂、补强强剂及其它填填料的用量增增加，胶料可可塑性高，压压出速度快，，压出物表面面光滑；半成品挺性和和形状保持性性好。二、结构、性性能及应用：：二、结构、性性能及应用：：一般认为乙烯烯含量在60%左右的乙丙橡橡胶的加工性性能和硫化胶力学学性性能均较好。4、乙丙橡胶①优异的耐老化性能能，是现有通用用橡胶中最好好的。二、结构、性性能及应用：：4、乙丙橡胶独特性能：①优异的耐老化性能：耐热性能好：可在120℃的环境中长期期使用，其最最高使用温度度为150℃；耐候老化性能好：能长期在阳光、、潮湿、寒冷冷的自然环境境中使用，如如含炭黑的乙乙丙硫化胶在在日光下曝晒晒3年不发生龟裂裂；突出的耐臭氧性能：大大优于丁苯橡胶胶、天然橡胶胶等通用橡胶。②耐化学腐蚀性性能好：乙丙橡胶对各种种极性的化学学药品和酸、、碱有较强的的抗耐性，长长时间接触后后其性能变化化不大。4、乙丙橡胶独特特性性能能：：③具具有有较较好好的的弹弹性性和和低低温温性能能：：在通用用橡橡胶胶中中其其弹弹性性仅仅次次于于天天然然橡橡胶胶和和顺顺丁丁橡橡胶胶，，在在低低温温下下仍仍能能保保持持较较好好的的弹弹性性，，其其最最低低极极限限使使用用温温度度可可达达-50℃℃或更更低。4、乙丙丙橡胶独特特性性能能：：④电绝绝缘缘性性能能优良良：：尤其其是耐耐电电晕晕性性能能极极好，，另另外外，乙丙橡胶胶的吸水性性小，故浸浸水后的电电绝缘性能能变化不大。4、乙丙橡胶独特性能：：⑤具有较好的的耐热水和和水蒸气性性能；⑥密度度低，，是所所有橡橡胶中中最低低的，还具具有高高填充充性，，可大大量填充油油和其其他填填充剂剂。4、乙丙橡胶独特性性能：：缺点：：粘着性性差，，硫化化速度度慢，，加工工性能能差，，与其其它二二烯类类橡胶胶并用用时共共硫化化性差差。二、结结构、、性能能及应应用：：4、乙丙橡胶目前，，大部部分乙乙丙橡橡胶用用于制制造汽车配配件和和工业业橡胶制制品，在建筑工工业和电气工工业等方面面的应应用也也很广广泛。。二、结构构、性能能及应用用：4、乙丙橡胶氯丁橡胶胶是氯代代丁二烯烯的聚合合体。通通用型氯氯丁橡胶胶大致可可分为：：即硫调调型以及及非硫调调型。5、氯丁橡胶胶（CR）一、简介介：硫调型非硫调型型氯丁橡胶胶：主要要由反式-1,4氯氯丁二烯烯连结而成，分子结构中中反式-1,4加成结构构占88-92%。二、结构构、性能能及应用用：5、氯丁橡胶胶（CR）氯丁橡胶胶没有一一个特别别突出的的性能，，但是在在合成橡橡胶中它它的综合合性能是是独一无无二的。。它具有有：*优异异的机械械强度*高高的耐耐臭氧和和耐候性性*好的的耐老化化性二、结构构、性能能及应用用：5、氯丁橡胶胶（CR）氯丁橡胶胶没有一一个特别别突出的的性能，，但是在在合成橡橡胶中它它的综合合性能是是独一无无二的。。它具有有：*低的可燃性性*好的的耐化学学药品性性*适度度的耐油油性和耐耐燃性*可可以粘粘覆在许许多基质质上二、结构构、性能能及应用用：氯丁橡胶胶通常用于于胶带、胶胶管及各种防腐衬里里等工业制制品，也也用在电线、电电缆、胶胶鞋等方面。。二、结构构、性能能及应用用：5、氯丁橡胶胶（CR）异戊橡胶胶：以异戊二烯烯为单体制得的有规立构构橡胶。它的分分子结构构与天然然橡胶相同，性性能也很接近近，所以以又称合成天然然橡胶。6、异戊橡胶胶（IR）一、简介介：与天然橡胶胶相比，，异戊橡橡胶的特特点是：：质量均一一，纯度度高。天然橡橡胶质量量因产地地、胶园园及割胶胶季节等等的不同同而参差差不齐，，并且还还会含有有非橡胶胶成分，如混入入尘土及异异物。二、结构构、性能能及应用用：6、异戊橡橡胶（（IR）与天然橡橡胶相相比，，异戊戊橡胶胶的特特点是是：异戊橡橡胶的的粘度、硫化化速度度均比比较稳定，，塑冻时间间短，，混炼炼加工工简便，，可以以节省时时间，，并减减小电电力消消耗。二、结结构、、性能能及应应用：：6、异戊橡橡胶（（IR）与天然橡橡胶