【大学课件】合成橡胶Synthetic Rubb

合成橡胶合成橡胶是现代工业中不可或缺的重要材料。它具有优异的弹性、耐磨性和化学稳定性。本课程将深入探讨合成橡胶的特性、种类、生产工艺及应用。前言1起源合成橡胶诞生于20世纪初，满足了工业发展的急切需求。2发展经过近百年发展，合成橡胶种类繁多，性能不断提升。3现状如今，合成橡胶已成为全球橡胶消费的主体，应用广泛。橡胶的定义与分类定义橡胶是一类高弹性聚合物，可在外力作用下发生大变形，并在外力撤除后迅速恢复原状。分类天然橡胶合成橡胶天然橡胶的特性及应用1高弹性天然橡胶具有优异的弹性，可承受大幅度变形。2耐磨性好天然橡胶的耐磨性能优秀，适用于轮胎等高磨损场合。3加工性能好天然橡胶易于加工成型，可制成各种形状的制品。4主要应用轮胎、密封圈、减震器等。合成橡胶的起源11909年霍夫曼首次合成甲基橡胶，开启了合成橡胶的研究。21910年俄国科学家列别杰夫成功合成丁二烯橡胶。3二战期间合成橡胶技术迅速发展，满足军事需求。4战后合成橡胶进入大规模工业化生产阶段。合成橡胶的特性及优势可设计性可根据需求调整分子结构，获得特定性能。稳定性好耐热、耐油、耐化学品性能优于天然橡胶。供应稳定不受自然条件限制，可实现规模化生产。性能多样可满足不同领域的特殊需求。合成橡胶的主要种类聚丁二烯橡胶BR顺丁橡胶SBR氯丁橡胶CR丙烯腈-丁二烯橡胶NBR聚丁二烯橡胶BR1特点低温性能好，耐磨性优异。2应用主要用于轮胎生产，提高轮胎的耐磨性和低温性能。3优势可与其他橡胶共混，改善整体性能。顺丁橡胶SBR组成由丁二烯和苯乙烯共聚而成。特性耐磨性好，电绝缘性能优异。应用广泛用于轮胎、鞋底、传送带等。氯丁橡胶CR1耐油性氯丁橡胶具有优异的耐油性能。2耐候性在户外环境中表现稳定，耐老化。3阻燃性含氯元素，具有一定的阻燃性能。4主要用途用于制作油管、传动带、电缆外皮等。丙烯腈-丁二烯橡胶NBR耐油性NBR具有优异的耐油性和耐溶剂性。耐热性可在较高温度下保持良好性能。气密性具有良好的气密性，适用于密封件。应用领域广泛用于汽车零件、油封、软管等。乙丙橡胶EPDM特性耐臭氧、耐候性好，电绝缘性能优异。应用汽车密封条、电缆护套、建筑防水材料等。硅橡胶1耐高低温硅橡胶可在-60℃到200℃范围内使用。2耐老化抗紫外线、臭氧等，使用寿命长。3生物相容性无毒无害，可用于医疗器械。4应用领域航空航天、医疗、电子等高科技领域。卤化丁基橡胶气密性卤化丁基橡胶具有极低的气体渗透性。耐化学性对多种化学品有良好的抵抗力。耐热性可在较高温度下保持稳定性能。主要用途轮胎内胎、医用瓶塞、防护服等。合成橡胶的生产工艺单体制备合成或提纯所需的单体原料。聚合反应在特定条件下进行单体的聚合。后处理包括凝聚、洗涤、干燥等步骤。成品最终得到合成橡胶产品。单体制备1原料选择根据目标产品选择适当的单体。2纯化处理去除杂质，提高单体纯度。3储存在特定条件下储存，防止变质。4质量控制严格控制单体质量，确保产品性能。聚合反应乳液聚合在水相中进行，广泛用于SBR等橡胶的生产。溶液聚合在有机溶剂中进行，可精确控制分子结构。本体聚合直接聚合液体单体，适用于某些特种橡胶。后处理1凝聚将聚合物从反应体系中分离出来。2洗涤去除残留单体和杂质。3脱水降低橡胶中的水分含量。4干燥进一步去除水分，得到成品橡胶。合成橡胶的性能测试拉伸强度耐磨性耐热性耐寒性拉伸强度1定义材料断裂时的最大应力。2测试方法使用拉力机进行标准拉伸测试。3影响因素分子量、交联密度等影响拉伸强度。4应用意义反映橡胶的机械强度和使用寿命。耐磨性测试方法使用磨耗试验机，测量标准条件下的质量损失。影响因素分子结构、填料类型、硫化度等。应用领域轮胎、传送带等高磨损场合。改善措施添加补强填料，优化配方。耐热性定义橡胶在高温下保持性能的能力。测试方法老化试验、热空气老化等。应用发动机密封件、高温管道等。耐寒性1定义橡胶在低温下保持柔韧性的能力。2测试方法低温脆性点、低温回复等测试。3影响因素分子结构、增塑剂等影响耐寒性。4应用领域冷冻设备、极地用品等。耐化学性定义橡胶抵抗化学品侵蚀的能力。测试方法浸泡试验、体积变化率测定等。影响因素分子结构、交联密度、填料等。应用化工设备、防腐蚀涂层等。合成橡胶的应用领域轮胎工业工程塑料建筑材料医疗器械轮胎工业1胎面使用SBR、BR等，提高耐磨性和抓地力。2胎侧采用EPDM等，增强耐臭氧性。3内衬层使用卤化丁基橡胶，提高气密性。4骨架材料采用尼龙、聚酯等合成纤维增强。工程塑料增韧剂合成橡胶作为增韧剂，提高塑料的抗冲击性。热塑性弹性体结合橡胶和塑料特性，应用广泛。应用领域汽车零部件、电子电器、家用电器等。建筑材料防水材料EPDM橡胶用于屋顶防水。密封材料硅橡胶用于建筑接缝密封。减震材料天然橡胶和合成橡胶用于建筑减震。保温材料发泡橡胶用于管道保温。医疗器械1输液管使用硅橡胶，具有良好的生物相容性。2医用手套采用丁腈橡胶，提供良好的防护性能。3假肢组件使用各种合成橡胶，模拟人体组织特性。4医疗设备密封件采用特种橡胶，确保设备可靠性。日用品未来发展趋势绿色环保开发生物基橡胶，减少环境影响。高性能化研发新型高性能合成橡胶。智能化开发具有感知和响应功能的智能橡胶。多功能化开发兼具多种性能的复合橡胶材料。绿色环保1生物基原料使用可再生资源替代石油基原料。2节能生产开发低能耗、低排放的生产工艺。3可回收性提高橡胶产品的回收利用率。4生物降解研发可生物降解的橡胶材料。高性能新材料纳米复合橡胶通过纳米技术提高橡胶性能。自修复橡胶具有自我修复能力的新型橡胶。超高强度橡胶开发强度媲美钢铁的新型橡胶。耐极端环境橡胶适用于极端温度、压力的特种橡胶。智能材料形状记忆橡胶能够记忆并恢复原始形状的橡胶。压电橡胶可