橡膠溫度界限

1、氯丁橡膠(CR)概況氯丁橡膠是由單體氯丁二烯經(jīng)乳液聚合反應制成的彈性體。它于1931年實現(xiàn)工業(yè)化，初期由美國杜邦公司開始生產(chǎn)，現(xiàn)已發(fā)展為有10多個國家生產(chǎn)率丁橡膠，全世界年生產(chǎn)量約為70萬(1 )氯丁橡膠的分類主要根據(jù)制法及用途分類氯丁橡膠-1通用型 一 (1)硫調(diào)型(2 )非硫調(diào)型2 專用型-(1 )粘結型(2 )特殊用途性3 氯丁膠乳-(1 )通用膠乳(2 )特殊膠乳(2 )氯丁橡膠的結構硫調(diào)型氯丁橡膠也稱為通用型或G型。由于它在合成時用硫黃及秋蘭姆做調(diào)，所以分子鏈中有多硫鍵。而非硫調(diào)型也稱W型，制造時用硫醇做調(diào)節(jié)劑分子鏈中不含硫黃。氯丁橡膠的微觀結構主要決定于聚合溫度，聚合溫度低時則反式

2、1，4-結構多，分子規(guī)整性高，結晶度高，分子量大的部分含量高，分子量低部分含量低。氯丁橡膠的結晶能力高于天然橡膠、順丁橡膠和丁基橡膠。因為它的大分子鏈上主要含釩是1，4-結構，像古塔波膠那樣，是反式 1，4-結構結晶。結晶程度對于橡膠的加工及應用都有重要的影響，一般未硫化橡膠在長期存放后，便會產(chǎn)生結晶，硬度增加。硫化膠在-521 C間也能產(chǎn)生結晶，0C以下很快產(chǎn)生結晶，升溫會可逆地熔晶。根據(jù)用途不同，可以通過聚合條件等調(diào)整合成岀不同結晶能力的橡膠。國產(chǎn)氯丁橡膠結晶能力分為四個等級：微、低、中、高；國外分 五個等級：小、中小、中、大、極大。結晶能力微及小的一般是氯丁二烯與其它單體的共聚物， 硫調(diào)

3、型者結晶能力低，非硫調(diào)型者結晶能力中等。CR2481、CR2482、AC、AD等粘接型的結晶能力高。氯丁橡膠結構中的雙鍵及氯原子均不夠活潑，不易發(fā)生化學反應。其硫化反應活性及氧化反 應活性、臭氧化反應活性均比天然橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠低。它不能用一般硫黃硫化體系硫化。而耐老化性、耐臭氧老化性比一般不飽和橡膠好得多。（3 ）氯丁橡膠的性能貯存穩(wěn)定性在聚合過程中，用硫黃作調(diào)節(jié)劑的通用性（G型）氯丁橡膠的大分子主鏈上，常生成具有硫鏈的聚合物，同時容易生成1，2-結構和3，4-結構的聚合物。硫鏈的聚合物中，SS鍵的鍵能遠低于 C C或C S鍵的鍵能，在多種因素影響下，SS鍵易斷裂，而生成新的活性基團

4、，導致分子鏈交聯(lián)；在1，2-結構和3，4-結構的分子鏈上的氯原子較易脫落，而生成活性基團也導致分子鏈的支化和交聯(lián)，所以氯丁橡膠在貯存過程中易變質(zhì)。隨貯存時間的延長，焦燒穩(wěn)定性越來越差，生膠的可塑度不斷下降，加工性能漸趨惡化。非硫調(diào)節(jié)的54-1型氯丁橡膠，由于它不含 S - S鍵，且主要是1，4-結構，而1，2-結構和3，4-結構較少，因而較為穩(wěn) 定。例如，在 30 C溫度下，通用型氯丁橡膠的貯存期為10個月，而54-1型氯丁橡膠可達 40個月。表2-5表明通用型氯丁橡膠在加熱過程中，HCI （氯化氫）含量明顯增加，防老劑含量不斷地消耗，這就是老化自硫的結果。經(jīng)驗證明，在70 C下老化24h相當

5、于在25 C下貯存半年。原化工部部頒標準規(guī)定，在 30 C下，貯存期不得超過半年，在20 C下，貯存期不得超過 1年。表2-5通用型氯丁橡膠的熱空氣老化（70 C）加熱時間/h244896144240HCI含量/%0.270.260.390.590.55防老劑含量/%1.751.561.221.131.0物理機械性能通用型氯丁橡膠的主要物理機械性能與天然橡膠十分接近（見表2-4 ）。通用型氯丁橡膠配合的硬度范圍是邵爾A3095。與丁基橡膠、聚硫橡膠同樣不能配合硬質(zhì)膠。通用型氯丁橡膠的耐屈撓性能良好。國產(chǎn)耐熱運輸帶的覆蓋膠試驗結果是：產(chǎn)生同樣龜裂程度的天然橡膠膠料配方為39.9萬次，50%天然橡

6、膠與50%氯丁橡膠并用膠料配方為79萬次,而100%氯丁橡膠膠料配方為88.2萬次。壓縮生熱性能比其它合成橡膠好，但不如天然橡膠（見表2-6 ）。表2-6各種橡膠的壓縮升溫/C橡膠名稱純膠配方50%炭黑配方丁苯橡膠44678391丁腈橡膠44468384丁基橡膠7094氯丁橡膠2874天然橡膠58溫度特性氯丁橡膠是一種極性較強的橡膠，其工藝性能及硫化膠的物理性能受溫度的影響很大。溫度升高時，氯丁橡膠的塑性顯著增加，而硫化膠的強度則顯著降低。按純膠檢驗配方制備的硫化膠，在10 C溫度下測試的拉伸強度比在 30 C下測試所得要低 3.0MPa。氯丁橡膠的強度隨溫度的升高而降低，比天然橡膠、丁苯橡膠

7、、丁基橡膠均較明顯，而略優(yōu)于丁腈橡膠。表2-7是氯丁橡膠與天然橡膠的比較。表2-7氯丁橡膠與天然橡膠拉伸強度與溫度的關系拉伸強度/MPa測驗溫度/ C通用型氯丁橡膠天然橡膠2522.024.05016.023.57011.521.51007.517.0氯丁橡膠的分子結構比較規(guī)整，極性較強，因而容易結晶。它的脆化溫度也較高 （-35-40 C），耐低溫性差。若采用適當?shù)呐浜峡梢赃_到-62 C。氯丁橡膠的結晶范圍在-35+35 C之間，最適宜的結晶溫度為-12 C，所以其制品在低溫下雖未脆化，但由于結晶而顯著硬化，變得不堪使 用。由于氯丁橡膠的分子鏈上有極性強的氯原子保護雙鍵并降低雙鍵的活性，因此氯丁橡膠有比較好的耐熱性（見表 2-8 ），使用溫度比天然橡膠高3050 C,短時間使用的溫度可達150 C，在90110 C下可使用4個月。另外由于氯原子的存在，氯丁橡膠的阻燃性也比較好。表2-8各種橡膠的允許使用溫度使用溫度生用溫度最咼使用脆化溫度低溫使用耐燃性橡膠名稱界