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gexin84007(金币+7): 非常感谢!刚转行没什么经验,多谢帮助! 2011-09-16 22:12:37
合 成 橡 胶
在8种合成橡胶中全部由我国自行研究开发的胶种有BR、SSBR、SBS和CR;全部引进国外技术的胶种是EPDM。
§1.3" n" ~% m! F# }. ^% E: n
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丁 苯 橡 胶(SBR)
SBR是产量最大的合成橡胶,占合成橡胶总量的55%,70%用于轮胎。按合成方法分为乳聚(1933年由德国的Farben公司生产)和溶聚(60年代投入工业化生产,发展较快)SBR两大类。
一.合成方法
聚合单体:丁二烯(占2/3以上)、苯乙烯(少于1/3)
1.乳液法:高温乳液聚合:50℃
低温乳液聚合:5℃
2.溶液法:60年代后投入工业化生产,该胶具有滚动阻力低,抗湿滑性好、综合性能高等特点,在轮胎行业中获得广泛应用。
二.分类(按制法分)
三.SBR的结构
乳聚SBR:顺1,4—结构含10%,反1,4—结构70%,1,2—结构20%
溶聚SBR:顺1,4—结构比乳聚高,其它比乳聚低
四.SBR的性能
(一)性能
1.物理常数 密度(g/cm3)d=0.92~0.94
折光指数 1.53
2.SBR强度比NR差
生胶格林强度约为0.5MPa;纯胶硫化胶的强度为1.4~3.0MPa;但炭黑补强后硫化胶的拉伸强度高达17~28MPa。撕裂强度比NR低,大约为NR的一半。
3.弹性、耐寒性比NR差。
4.耐热、耐老化、耐磨性比NR好(苯环弱吸电、体积大—分子内摩擦大、双键浓度低),硫化反应速度慢。
5.SBR耐屈挠疲劳性比NR差,但耐初始龟裂性好,耐裂口增长性差。
6.SBR粘着性比NR差。
7.SBR的电性能和耐溶剂性
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SBR电绝缘性能良好,耐溶剂性比NR好,但仍不耐非极性油类。
8.抗湿滑性优于NR、BR。
(二)配合与加工
配合:必要成分—硫化剂:硫黄用量比NR中少(双键量少)
促进剂:促进剂用量比NR中多(硫化速度慢)
活化剂
补强剂:主要是炭黑(非自补强性)
增粘剂:本身粘性差,用烷基酚醛树脂,古马隆树脂增粘
一般成分—防老剂,软化剂
加工:塑炼性—一软丁苯(门尼粘度在40~60之间)一般不需要塑炼;
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混炼性——SBR对炭黑湿润性差,混炼生热高,开炼机应控温在40~50℃之间且包冷辊。
密炼机混炼时间不宜过长,温度不能太高,排胶温度应低于130℃。
压延、压出性—压延、压出收缩率高,表面不光滑,并用部分NR可以改善。
成型性——格林强度低,自粘性差,可与NR并用或采用增粘剂改善。
硫化性——硫化速度慢,操作安全性好
五.SBR的应用
SBR是一种耗量最大的通用橡胶,应用广泛,除要求耐油、耐热、耐特种介质等特殊情况外的一般场合均可使用。主要用于轮胎工业,另外还用于运输带的覆盖胶,输水胶管,胶鞋大底,胶辊,防水橡胶制品,胶布制品、微孔海绵制品、防震制品等。
§1.4# d7 S8 z8 H& K5 \. m# L
聚丁二烯橡胶 (BR)
我国顺丁橡胶的生产能力占合成橡胶总生产能力的45%,目前国内有生产企业7家,分别是燕化、齐鲁石化、高桥、锦州、大庆、岳阳、独山子,均采用国产技术。
一.聚丁二烯橡胶的分类
按制备方法分类:
二.聚丁二烯橡胶的结构
1.结构式:
有顺式1,4-结构(97%),反式1,4-结构(1%)和1,2-结构(2%)。工业常用的聚丁二烯弹性体是上述几种结构的无规共聚物。
2.聚丁二烯橡胶的玻璃化温度Tg决定于分子中所含的乙烯基的量。顺式:Tg=-105℃,1,2结构的Tg= -15℃,随1,2-结构含量的增大,分子链柔性下降,Tg升高。Tg=91V-106,如V=35%时,实测Tg=70℃,计算值为74℃。
3.聚丁二烯橡胶中顺、反1,4-结构,全同、间同1,2-结构都能结晶,结晶温度低,如顺式的结晶温度为3℃,结晶最快的温度为-40℃;结晶能力比NR差,自补强性比NR低很多。顺式含量越高,补强性越好;结晶对应变的敏感性比NR低,而对温度的敏感性较高。所以BR需要用炭黑进行补强。
4.溶聚BR分子量分布窄,一般分布系数为2~4,支化和凝胶少,加工性能差。
乳聚BR分子量分布宽,支化和凝胶也较多,加工性能好。
三.聚丁二烯橡胶的性能
1.弹性好,耐寒性好
弹性和耐磨性在通用胶中是最好的,(Tg= -105℃)
滞后损失小、动态生热低,在通用胶中是最好的,大部分用于轮胎行业。
2.滞后损失和生热低
3.耐磨性和耐屈挠性优异
4.拉伸强度和撕裂强度低
纯胶硫化胶的拉伸强度低,只有1~2MPa,补强硫化胶的拉伸强度可达17~25MPa。
5.抗湿滑性差、耐刺穿及粘着性差
6.BR的冷流性大(生胶或未硫化胶在停放过程中因为自身重量而产生流动的现象)
7.BR的老化性能NR好,主要以交联为主。
四.配合与加工
1.配合:与NR、SBR大体相同,硫化速度介于SBR和NR之间,用硫黄硫化体系,用炭黑补强,加入10份白炭黑可以提高硫化胶的耐磨性和耐刺扎性。
2.加工:
(1)具有冷流性:分子量分布窄,凝胶少。对储存和半成品存放不利。
(2)包辊性差:玻璃化温度低,包辊性差。
(3)难塑炼,混炼时易打滑。
(4)粘着性差。
(5)压延压出时对温度敏感,速度不宜过快,压出时适应温度范围较窄。
(6)硫化时充模容易,不易过硫。
五.应用
轮胎、耐磨制品如胶鞋、胶带、胶辊、耐寒制品。在合成橡胶中产量及耗量仅次于SBR。
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乙 丙 橡 胶 (EPDM)
一.乙丙橡胶的制造
目前,世界上已有近20个公司生产的100多个牌号。国内目前仍从日本、荷兰、美国等公司进口EPDM。
二.乙丙胶的分类
根据是否加入第三单体分为:二元乙丙橡胶(EPM)和三元乙丙橡胶(EPDM)
EPDM根据第三单体的不同,分为:
三.乙丙胶的结构
1.饱和性及非极性
EPM是完全饱和的橡胶,EPDM主链完全饱和,侧基仅有1%~2%(mol)的不饱和第三单体, EPM具有极高的化学稳定性和较高的热稳定性。另外,乙丙橡胶不易被极化,不产生氢键,是非极性橡胶,耐极性介质作用,而且电绝缘性能极佳。
2.乙烯与丙烯组成比
乙烯、丙烯的组成比影响共聚物的性能,一般丙烯的含量在30~40%(mol)时是较好的弹性体。
3.第三单体的含量
为使第三单体在乙丙胶中分布均匀,聚合时一般采取分批加入的方法。第三单体用量多时,不饱和度高,硫化速度快,与不饱和橡胶相容性好,可与不饱和橡胶并用,但是耐热性和老化性下降。
四.乙丙胶的性能
1.比重小
比重为0.86,是所有橡胶中比重最小的。
2.耐老化性能优异
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①优秀的耐臭氧性能:乙丙橡胶被誉为:“无龟裂橡胶”,在通用橡胶中它的耐臭氧性能是最好的,其次为IIR、再其次是CR。
②优秀的耐热老化性能:乙丙橡胶的耐老化性能在通用橡胶中是最好的,在130℃下可以长期使用,在150℃或再高的温度下可以间断或短期使用。且EPM优于EPDM。
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③优秀的耐天候性:乙丙胶的耐天候(光、热、风、雨、臭氧、氧)性在所有的通用橡胶中是最好的,作屋面防水卷材使用寿命可以达到25年以上。
3.优异的电绝缘性能
乙丙橡胶的耐绝缘性能是非常好的,与IIR相当,且EPM优于EPDM,可以作为电缆材料,特别是浸水之后电性能变化很小,特别适用于作电绝缘制品及水中作业的绝缘制品。
4.优秀的耐化学药品性能
由于乙丙橡胶本身的化学稳定性和非极性,它与多数化学药品不发生反应,与极性物质之间或者不相溶或者相溶性极小,如醇、酮、酸(乙酸、甲酸)、强碱、氧化剂(H2O2、HClO)、洗涤剂、磷酸酯类等。
5.卓越的耐水、过热水、水蒸汽性能
水是强极性物质,乙丙橡胶是一种高分子烷烃,具有疏水性,两者之间不易产生物理、化学作用,所以具有杰出的耐水、耐过热水、耐蒸汽性能。(EPM >IIR>SBR>NR>CR)
五.配合与加工
1.配合:
①硫化体系:EPDM可以用硫黄硫化体系,硫黄用量1~2份,促进剂宜选用活性较大的品种或不同的促进剂并用,这样既能保证硫化速度,又能防止喷霜现象。以国产EPDM(D)为例: EPDM1003 Q+ [5 q6 e- u" M; N
硬脂酸16 q3 c9 e% Z {3 j
氧化锌5
促M0.5
TMTD1.5
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S1.5
0 ?& i/ P& P S
HAF50
②补强体系:由于乙丙橡胶是非结晶橡胶,所以要加入补强剂。
③增塑体系:乙丙橡胶最常用的增塑剂是石油系增塑剂,包括环烷油、石蜡油及芳香油,其中环烷油与乙丙胶的相容性较好。
④增粘剂:乙丙橡胶的自粘性及与其它材料的粘着性均不好,配合时可以在其中加入增粘剂如烷基酚醛树脂、石油树脂、萜烯树脂、松香等。
⑤防护体系:虽然乙丙橡胶的耐老化性能很好,但在较高温长期使用的情况下仍需加入防老剂,常用的是胺类。
2.加工:
乙丙橡胶的加工具有如下特点:乙丙橡胶不易包辊,不易吃炭黑,采用密炼分散效果较好,装胶容量比正常高15%。为了提高粘合性能,可以采用提高粘合温度、增加粘合压力的方法
六.应用
耐热、耐老化、耐水制品——耐热输送带、蒸汽胶管、防水卷材
耐化学品腐蚀的密封制品、防腐衬里
绝缘的电线、电缆包皮
浅色的轮胎胎侧
§1.6
丁 基 橡 胶(IIR)
IIR为异丁烯与少量异戊二烯(1~5%)的低温共聚物(-95~ -100℃),1943年实现工业化生产,为白色或暗灰色的透明弹性体。1960年实现连续化生产卤化丁基橡胶,1971年开发了溴化丁基橡胶的连续化生产。主要用于轮胎工业作内胎。
国内燕化从意大利引进技术年产3万吨IIR,于1999年投产。
一.丁基橡胶的制造与分类
丁基橡胶以异丁烯与异戊二烯为单体,以一卤甲烷为溶剂,通过阳离子聚合得到。通常按照异戊二烯的含量即不饱和度及是否卤化来分类:
氯化丁基橡胶(提高硫化速度及与不饱和橡胶的相容性,改善自粘性和互粘性)
二.丁基橡胶的结构
结构式:分子主链周围有密集的侧甲基,且有不饱和双键位于主链上,对稳定性影响较大。引入的异戊二烯便于交联,其数量相当于主链上每100个碳原子才有一个双键(单个存在),可以近似地看作饱和橡胶。但因双键的位置与EPDM中双键的位置不同,对性能的影响较大。
聚集态:丁基橡胶是能结晶的自补强橡胶,低温下不结晶,高拉伸下才结晶,Tm=45℃,Tg=-65℃。未补强橡胶的强度可以达到14~21MPa,为了提高耐磨及抗撕裂性能,仍需补强。
三.丁基橡胶的性能
1.与乙丙胶类似的性能:优良的化学稳定性、耐水性、高绝缘性、耐酸碱、耐腐蚀。
2.气密性非常好:所有橡胶中最好的。(用作内胎)
3.弹性低、阻尼性能优越:
弹性在通用橡胶中是最低的,室温冲击弹性只有8~11%。它在很宽的温度和频率范围内可以保持tand≥0.5。良好的减震性能特别适用于缓冲性能要求高的发动机座和减震器。
4.拉伸强度较高
为结晶自补强橡胶,未填充硫化胶的拉伸强度为14~21MPa。
5.耐热性、耐侯性好
6.自粘性和互粘性差
结构中无极性基团或活性基团。
四.丁基橡胶的配合与加工
丁基橡胶与乙丙橡胶一样,具有比不饱和橡胶难以硫化、难以粘接、配合剂溶解度低、包辊性不好等特点。但它又具有不能用过氧化物硫化、一般炭黑对它的补强性差、与一般二烯类橡胶的相容性差、对设备的清洁度要求高等特点。
1.配合
硫化—可以用较强的硫黄促进剂体系、树脂、醌肟在较高的温度下进行,硫黄用量要少,促进剂选用秋兰姆和二硫代氨基甲酸盐为主促进剂、噻唑类或胍类为第二促进剂。树脂硫化的硫化胶的耐热性好。用过氧化物硫化会引起断链。
补强—最常用的是炭黑,但效果不如不饱和橡胶好,结合橡胶只有5%~8%。一般使用槽黑。
增塑—不宜用高芳烃油,而宜用石蜡或石蜡油5~10份,或适量环烷油。
2.加工
炼胶—不易塑炼,可以加入塑解剂使其断链。混炼时用密炼效果好。密炼容量比NR、SBR的标准容量多10~20%。混炼起始温度70℃,排胶温度高于125℃,一般155~160℃为宜。
压延压出—比天然橡胶困难得多,做内胎时压出前要滤胶后再加硫黄,防止引起焦烧。
成型硫化—自粘性及与其它橡胶的互粘性差,要在配方中加入增粘剂,工艺上注意粘合面防污,可以采用卤化丁基橡胶作增粘层,提高粘合部位的压力及温度。丁基橡胶需长时间高温硫化方可达到最佳硫化状态。
五.卤化丁基橡胶
为了提高丁基橡胶的硫化速度,提高与不饱和橡胶的相容性,改善自粘性和与其他材料的互粘性,对丁基橡胶进行了卤化,包括氯化和溴化。一般氯化的含氯量为1.1%~1.3%主要反应在异戊二烯链节双键的α位上。溴化丁基橡胶含溴量约为2%。
卤化丁基橡胶主要利用烯丙基氯及双键活性点进行硫化,卤化丁基橡胶的硫化速度较快。
六.丁基橡胶的应用
丁基橡胶主要用于轮胎工业,特别适用于作内胎、胶囊、气密层及胶管、防水卷材、耐腐蚀制品、电气制品、耐热输送带(高不饱和度)等。
§1.7
丁 腈 橡 胶 (NBR)
NBR为浅黄色略带香味的橡胶,是丁二烯与丙烯腈的共聚物。1937年工业化生产。聚合方法类似于乳液聚合的丁苯橡胶,有低温乳液聚合(5℃)和高温乳液聚合(50℃)两种。目前主要采用低温乳液聚合。
一.丁腈橡胶的分类
根据丙烯腈含量分:
二.丁腈橡胶的结构:
1.丙烯腈含量与丁腈橡胶的极性:
丙烯腈的典型含量为34%。随着ACN含量的增加,大分子极性增加,带来一系列性能的变化:内聚能密度增加、溶解度参数增加、极性增加,耐低温性差,耐油性增加。。
2.丁腈橡胶的聚集态结构:
丁腈橡胶的两种结构单元是无规共聚的,其中丁二烯以反1,4-结构聚合,是非结晶的无定形高聚物,玻璃化转变温度随ACN的增加而线性提高。
三.丁腈橡胶的性能(与极性和不饱和性有关)
1.强度低
NBR为非结晶性橡胶。纯胶硫化胶强度为3~4.5MPa,炭黑补强后拉伸强度为25~30MPa。
2.优秀的耐油、耐非极性溶剂性能。(与ACN含量有关)
3.耐热性、耐臭氧性比NR、SBR好,但比EPM、IIR、CR差。长期使用温度为100℃。
4.抗静电性在通用橡胶中是独一无二的,可以作导电橡胶,如纺织皮辊。
5.气密性好,仅次于IIR。
6.弹性、耐寒性差。
7.与极性物质如PVC、酚醛树脂、尼龙的相容性好。
四.特殊品种丁腈橡胶
目前已商品化的特殊品种的丁腈橡胶有:氢化丁腈橡胶(HNBR)、羧基丁腈橡胶(XNBR)、键合型丁腈橡胶(AONBR)及热塑性丁腈橡胶。此外还有粉末丁腈橡胶、液体丁腈橡胶。
NBR的特殊品种常用的有氢化丁腈胶(HNBR),它更适应汽车工业对橡胶耐油性和耐热性的要求,填补了NBR和FPM之间的空白。
五.配合与加工
硫化——各种体系都可以,因为与硫黄的溶解性差,所以应该先加。
补强——炉法CB
塑炼——困难,低温薄通,不能用密炼机
混炼——生热大,加增塑剂DBP
硫化——可高温硫化,无返原现象
六.丁腈橡胶的应用
丁腈橡胶主要用作耐油制品,如耐油胶管、胶辊、各种密封件、大型油囊等。还可以作为PVC的改性剂及与PVC并用作阻燃制品,作抗静电好的橡胶制品。
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氯 丁 橡 胶 (CR)
CR为浅黄色或暗褐色弹性体,于1931年由美国杜邦公司实现工业化生产,现在已有10多个国家生产CR,全世界的年产量约为70万吨。
CR是我国最早工业化的合成橡胶(58年),国内有三个生产厂家:四川长寿化工厂、山西大同化工厂、青岛化工厂(海晶),但因技术问题,每年仍大量进口。
一.CR的制造
由2-氯-1,3-丁二烯采用乳液聚合得到,硫调型聚合温度为40℃,非硫调型为10℃以下。
二.CR的分类
CR主要根据制法和用途分类:
根据用途不同可以通过调整聚合条件合成出不同结晶能力的橡胶
国产CR结晶能力分为四个等级:微、低、中、高。
三.CR的结构
1.微观结构:
CR的微观结构主要决定于聚合温度,结构单元中以反1,4—结构居多(85%),分子规整度高,结晶度高,分子量大的部分含量高,分子量低的部分含量低。
2.聚集态结构:
CR属于自补强橡胶,在拉伸或降温的情况下均可结晶,结晶能力高于NR。
3.CR的化学结构与反应特性:
由于CR主要是1,4-聚合,所以大分子链上有97.5%的Cl原子直接连在有双键的碳原子上,Cl的吸电性使得双键及Cl原子变得极为不活泼,不易发生化学反应,所以它不能用硫黄硫化体系进行硫化、耐老化性、耐臭氧老化性能比一般的不饱和橡胶要好得多。幸运的是CR中有1.5%的1,2-聚合,形成了叔碳烯丙基氯结构,这种结构中的Cl原子很活泼,易于发生反应,为CR提供了交联点,使其可以用金属氧化物(氧化锌ZnO、氧化镁MgO)进行硫化。
四.CR的性能
CR虽然属于不饱和橡胶,但它的性能介于饱和和不饱和橡胶的性能之间,由于极性高且为结晶橡胶,所以物理机械性能较好,又具备极性橡胶的特点。
1.一般性能:
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①CR的力学性能较高:自补强+极性橡胶
②良好的耐油性能:CR属于耐油橡胶,但耐油性不如NBR。
③良好的耐疲劳性能:用于同步带、齿形带
④较差的低温性能:CR的最低使用温度为-30℃,在油中的耐低温性能优于ACM、CPE、高ACN含量的NBR和FPM,因为它在低温下结晶。
⑤良好的耐老化性能:CR的耐老化和耐臭氧性能优于NR、SBR、BR、NBR,仅次于EPM和IIR,这与Cl的吸电性有关。
⑥电绝缘性能差
⑦气密性比一般合成橡胶高
⑧良好的粘合性能:具有较好的自粘性和互粘性
2.耐燃性能好:CR的氧指数为38~41,离火自熄(氧指数>27)。
氧指数(OI):>27% 为高难燃材料如:PTFE、CR;介于22~27%为难燃材料如CPE、PC、PA;<22%为易燃材料如NR、PE、EPDM
五.CR的配合与加工
1.配合:
①硫化体系:CR要用金属氧化物硫化,如用ZnO 5份,MgO 4份,对于非硫调型的还要用促进剂NA-22,否则硫化速度太慢。国家标准配方如下:
& h4 M8 V/ ]% F' _
CR100$ N" O' W- G* p8 E0 @ q
硬脂酸0.5
氧化锌5# i8 G! i9 \7 o( _( q, n
氧化镁4
NA-22 0.5
SRF30
防D 2
1 g1 b0 l3 g6 Y- L
②补强体系:CB对CR的补强作用不是很明显,对非硫调型的相对要好一些。为了提高撕裂强度、定伸应力,仍需加入补强剂。
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③防护体系:虽然CR的耐老化性能比NR好,但仍需使用防护剂。
④增塑体系:一般使用石油系的增塑剂,石蜡油一般用5份以下,环烷油一般用20~25份,芳香油可以达到50份,要求耐寒性好则用酯类增塑,要求阻燃则用磷酸酯类。
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⑤增粘体系:一般选用古马隆、酚醛树脂、松焦油。对结晶性的非硫调型更需要。
2.加工:
CR的加工性能主要取决于未硫化胶的粘弹行为,其粘弹行为随温度的变化如表:
表1-1 CR的加工性能
状 态 硫 调 型 非 硫 调 型天 然 橡 胶
弹 性 态室温~71℃ 室温~79 室温~100℃
粒 状 态 71℃~93℃ 79℃~93℃! k" F7 j8 j) f" c: i' t+ D6 K
100~120℃
塑 性 态 93℃以上 93℃以上 约130℃$ P/ y5 k+ s( @- |, m. Y' {$ q' B
由此可见,CR对温度的敏感性较大,加氧化镁时50℃左右,否则易结块。最适合的硫化温度为150℃,因为它硫化不返原,所以可以采用170~230℃的高温硫化。
3.储存稳定性:
CR的储存稳定性是个独特的问题,30℃下硫调型的可以存放10个月,非硫调型的可以存放40个月,存放时间长,容易出现变硬、塑性下降、焦烧时间短、流动性下降、压出表面不光滑等现象。
六.CR的应用
耐热、耐油、耐燃烧、耐腐蚀的输送带、胶管、胶辊、电线电缆、防腐衬里等。
粘合剂占合成橡胶粘合剂的80%。
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特种 橡 胶
特种橡胶是指用途特殊、用量较少的橡胶,其用量大约为橡胶总用量的1%。多数属于饱和橡胶,主链有碳链的,也有杂链的,除硅橡胶之外都是极性的。这些橡胶在结构具有多样性,性能上也各有特色。特种橡胶包括氟橡胶、硅橡胶、聚氨基甲酸酯橡胶等近10种。
一.氟橡胶
(一)结构
指分子链侧基含有氟的弹性体,有10种,其中普遍使用的是偏氟乙烯与全氟丙烯或再加上四氟乙烯的共聚物,我国称这类橡胶为26型橡胶,杜邦公司称为Viton型氟橡胶,结构如下:
(二)性能
氟橡胶属于饱和碳链极性橡胶,性能如下:
1.一般物理机械性能
氟橡胶一般具有较高的拉伸强度和硬度,但弹性较差。
2.耐高温性能优异
氟橡胶的耐高温性能在橡胶中是最好的,250℃下可以长期工作,320℃下可以短期工作。
3.耐油性能优异
其耐油性能在橡胶材料中也是最好的。
4.耐化学药品及腐蚀介质性能优异
氟橡胶耐化学药品及腐蚀介质性能在橡胶中也是最好的,可耐王水的腐蚀。
5.具有阻燃性,属于离火自熄性橡胶。
6.耐侯性、耐臭氧性好。
7.其耐低温性能差,弹性差,耐水等极性物质性能差,加工性差、价格昂贵。
(三)应用
由于氟橡胶具有耐高温、耐油、耐高真空及耐酸碱、耐多种化学药品的特点,使它在现代航空、导弹、火箭、宇宙航行、舰艇、原子能等尖端技术及汽车、造船、化学、石油、电讯、仪表、机械等工业部门中获得了应用。
常用于模压制品:密封圈、皮碗、O形圈;海绵制品:密封件、减震件;压出制品:胶管、电线、电缆等。
二.硅橡胶
硅橡胶为分子主链中为—Si—O—无机结构,侧基为有机基团的一类弹性体,属于半无机的饱和的、杂链、非极性弹性体,典型的代表是甲基乙烯基硅橡胶,其中的乙烯基提供交联点。
这类弹性体按硫化机理可分为有机过氧化物引发自由基交联剂(热硫化型)、缩聚反应型(室温硫化型)及加成反应型。
(一)结构
甲基乙烯基硅橡胶的结构式为:
(二)分类
室温硫化型硅橡胶如:α,ω-端羟基聚二甲基硅氧烷
(三)性能
硅橡胶的性能特点是:
1.耐高温、低温性能好
使用温度范围—100℃~300℃,高温性能与氟橡胶相当,工作范围广,耐低温性能在所有橡胶材料中是最好的。
2.优异的耐臭氧老化、热氧老化和天候老化。
3.优良的电绝缘性能
4.具有优良的生物医学性能,可植入人体内。有高的透气性,可以作保鲜材料。
缺点是拉伸强度和撕裂强度低(在所有的橡胶材料中是最低的,纯胶拉伸强度只有0.3MPa)、价格昂贵。
(四)配合
硅橡胶一般用过氧化物硫化,必须用补强剂,最有效的补强剂是气相法白炭黑,同时要配合结构控制剂和耐热配合剂。常用的耐热配合剂是金属氧化物,一般用Fe2O3 3~5份。常用的结构控制剂是二苯基硅二醇。典型配方如下:
硅橡胶100; 气相法白炭黑45; 二苯基硅二醇3; Fe2O3:55 G ?5 K" N2 }" j* E
BPO(50%):1
(五)应用
硅橡胶具有独特的综合性能,与其它橡胶一样可加工成各种制品,应用广泛。广泛应用于汽车工业、电子、电器工业、宇航工业、建筑工业(粘接密封剂)、医疗卫生及其它方面。
三.聚氨基甲酸酯橡胶(聚氨酯橡胶)
聚氨酯是在催化剂存在下由二元醇、二异氰酸酯和扩链剂的反应产物。
其反应式如下:
(一)分类
1.根据原料不同可分为:
聚酯型聚氨酯橡胶(AU)和聚醚型聚氨酯橡胶(EU)
2.根据物理状态及加工特点可分为:
浇注型、混炼型、热塑性
(二)性能
1.机械强度高(拉伸和撕裂强度高)
拉伸强度可达28~42MPa;撕裂强度达63kN/m,伸长率可达1000%,硬度范围宽,邵尔A硬度为10~95。
2.耐磨性最好,比NR高9倍。
3.耐油性好。
4.气密性与IIR相当。
5.具有较好的粘合性能。
6.具有较好的生物医学性能,可作为植入人体的材料。
7.耐水性及耐高温性能不好。
(三)应用
用于耐磨制品、高强度耐油制品,如实心轮胎、胶辊、胶带、各种模型制品、鞋底等。也可用于发泡制造泡沫橡胶。
四.以乙烯为基础的弹性体
聚乙烯有良好的绝缘性能、优良的耐化学药品性能、耐老化性能,而且成本很低。作为橡胶,它具有分子链柔顺、分子间作用力低这两个条件,但由于其分子链规整度高,室温下呈半结晶。将其分子链规整度打乱,在加上适度交联,就能得到性能优良的弹性体。
1.氯化聚乙烯(CPE)
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采用水相悬浮法、溶液法或固相法将聚乙烯氯化得到的,根据含氯量不同(从15%~73%),门尼粘度变化很大,从34到150,其物理状态也从塑料、弹性体变成半弹性皮革状硬质高聚物。
一般氯含量25%~48%的CPE为橡胶状弹性体。热塑性弹性体的氯含量在16~24%之间。
应用:
(1)可作为塑料制品的改性剂;
提高塑料制品的耐低温冲击性能、提高韧性、阻燃性、耐油耐老化性能、耐腐蚀性、绝缘性等。CPE是PVC的重要改性填加剂,用于制造PVC板材、管材、塑钢门窗、屋面防水卷材、家电外壳、防腐衬里等。
(2)作为特种橡胶使用;
加工的橡胶制品具有强度高、耐磨耗、耐热、耐化学药品,具有优良的难燃自熄性、耐低温性能等。
2.氯磺化聚乙烯(CSM)
将聚乙烯氯化及磺化得到的,一般氯含量为27%~45%,最适宜的含量为37%,这时弹性体的刚性最低,硫含量为1%~5%,一般在1.5%以下。以磺酰氯的形式存在于分子中,提供交联点。
典型的结构式如下:
3.乙烯与醋酸乙烯酯的共聚体 (EVA)
EVA中VA含量的变化范围较宽,当VA含量为40~70%之间为弹性体。EVA弹性体已由Bayer公司生产多年。
聚合物结构为:
五.丙烯酸酯橡胶
丙烯酸酯橡胶由丙烯酸丁酯与丙烯腈或少量第三单体共聚而成,属于饱和碳链橡胶。
结构式为:
丙烯酸酯橡胶的主要特点是:
1.
耐油,特别是耐含氯、硫、磷化合物为主的极压型润滑油类;
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耐热性仅次于硅橡胶和氟橡胶,可耐175~200℃;
3.
耐寒、耐水、耐化学药品性差。
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优良的耐天候老化、耐屈挠性能。
5.
可用胺类、有机过氧化物硫化。
广泛应用于耐高温、耐热油的制品中。是制造高温下使用的橡胶油封、O形圈、垫片和胶管的适用材料。
六.氯醚橡胶
氯醚橡胶是指侧基上含有氯的主链上有醚键的橡胶,它是由环氧氯丙烷均聚的弹性体(常用CHR表示,我国代号为CO),或环氧氯丙烷与环氧乙烷共聚的弹性体(常用CHO表示,我国代号为ECO),为饱和杂链极性弹性体。
氯醚橡胶的特点是具有较好的综合性能。
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耐热性能与CSM相当,介于丙烯酸酯与中高丙烯腈含量的NBR之间;
2.* X6 V. P) N% t- S- s" Z0 k: _
耐油、耐寒性的良好平衡。
3.
特别耐制冷剂氟利昂。
4.
耐臭氧老化性能介于二烯类橡胶与烯烃橡胶之间。
应用:
可用作汽车、飞机及各种机械的配件如:垫圈、密封圈、O 形圈等,也可用作耐油胶管、印刷胶辊等。
七.聚硫橡胶
聚硫橡胶是指分子链上有硫原子的弹性体,属杂链极性橡胶。聚硫橡胶分液态、固态及胶乳三种。其中液态橡胶应用最广,大约占总量的80%。
液态聚硫橡胶的典型结构式:
聚硫橡胶的性能特点是:
优秀的耐溶剂性能,耐许多化学药品。当采用特殊配合,在有适当底涂条件下,它对金属、水泥及玻璃的粘合性能较好。该橡胶也较耐氧化和臭氧化。
应用:主要用作密封材料、填缝材料、腻子、涂料等。
希望对你会有所帮助,我也是摘抄滴 |
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