液體橡膠詳細(xì)介紹

1、液體橡膠詳細(xì)介紹液體橡膠一般是指在常溫下為粘稠狀的流動(dòng)性液體，經(jīng) 過(guò)適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)，可形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而和普通硫化膠 具有類似物理機(jī)械性能的物質(zhì)。從加工方面來(lái)說(shuō)，其特點(diǎn)是 能借助某種硫化方法 （ 即擴(kuò)鏈、交聯(lián)，亦或兩者并舉 ）進(jìn)行硫 化，并可進(jìn)行澆鑄或用泵輸送注入模型來(lái)制造彈性制品。液 體橡膠和固體橡膠相比，一般分子量較低，大約在20001000 之間，屬預(yù)聚物。在常溫下是流動(dòng)的液體，為澆注型彈 性體，成型加工方便，加工工藝易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、連續(xù)化和 自動(dòng)化，可減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和改善作業(yè)環(huán)境。一、分類品種與 固體橡膠一樣，根據(jù)液體橡膠主鏈結(jié)構(gòu)的不同，可按下述類 別來(lái)分成不同系列； 聚硫橡膠系、 硅

2、橡膠系、 聚氨酯橡膠系、 二烯類橡膠系。前三者第一章中已經(jīng)述及。二烯系液體橡膠 主要有液體丁二烯橡膠、液體丁苯橡膠、液體丁腈橡膠、液 體氯丁二烯橡膠等。液體橡膠通常是一些在分子未端或分子 內(nèi)部有活性官能基的較低分子量的預(yù)聚物，隨著接入官能基 的位置不同，液體橡膠又可分為三種。一種是活性官能團(tuán)在 主鏈呈無(wú)規(guī)分布，即所謂在分子結(jié)構(gòu)內(nèi)帶官能團(tuán)者，稱為非 遙爪型液體橡膠；第二種是活性官能團(tuán)處于分子鏈兩端；再 有一種既帶中間官能團(tuán)又帶端基官能團(tuán)。后兩種稱為遙爪型 液體橡膠。非遙爪型液體橡膠只通過(guò)中間基團(tuán)的反應(yīng)形成交聯(lián)，故自由末端多，定伸強(qiáng)度低，耐疲勞性差。遙爪型液體 橡膠可通過(guò)活性官能團(tuán)時(shí)擴(kuò)鏈和交聯(lián)反應(yīng)

3、，獲得一種沒(méi)有分 子末端的閉合交聯(lián)網(wǎng)，而與固體硫化膠結(jié)構(gòu)類似，從而在物 理機(jī)械性能和用途方面能與固體硫化膠相匹敵。因此成為目 前研究的重點(diǎn)，并且著重研究將二烯類遙爪型液體橡膠用于 一般橡膠制品，包括澆注輪胎。在遙爪型液體橡膠中，又因 引入的活性官能團(tuán)的不同，可得出一系列不同品種的液體橡 膠?；钚远嘶梢杂辛u基、羧基、硫醇基、氨基、環(huán)氧基、 異氰酸酯基、烯基、溴基等。幾種帶官能團(tuán)的二烯類液體橡 膠的特征和性質(zhì)見(jiàn)表 2-1。二、液體橡膠的結(jié)構(gòu)從分子設(shè)計(jì) 角度看，為了滿足液體橡膠在室溫下具有流動(dòng)性，經(jīng)化學(xué)反 應(yīng)能形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并具有與固體硫化膠相同特性的要 求，必須在結(jié)構(gòu)上滿足下列條件： 1、交

4、聯(lián)點(diǎn)間的分子鏈應(yīng) 具有較大的柔曲性， 分子結(jié)構(gòu)中支鏈要少， 1，4-結(jié)構(gòu)含量多。 2、預(yù)聚分子鏈端應(yīng)具有適當(dāng)官能團(tuán)，以便進(jìn)行鏈增長(zhǎng)或交 聯(lián)。3、分子鏈具有適宜的長(zhǎng)度，一般=20006000。4、根據(jù)液體橡膠中含的端基來(lái)選擇帶有官能團(tuán)的擴(kuò)鏈劑或交 聯(lián)劑遙爪型液體橡膠分子中所帶端基種類不同，其反應(yīng)能力也不同，如下所示。低反應(yīng)性端基：-OH、-C = 0、一 Cl、-NR2 中反應(yīng)性端基： CH2Cl 、CHO、COOH 高反應(yīng)性端基： -00H、 -SH、 -NC0、 -C0Cl、 -NH2 等。當(dāng)反應(yīng)能力高時(shí)， 液體橡膠在貯存，加工時(shí) （如混和填料 ）容易發(fā)生問(wèn)題，必須予以注意。兩端基的極性和締

5、合性，會(huì)使液體橡膠發(fā)生顯著的增粘作用。由官能團(tuán)導(dǎo)致的粘度大小順序?yàn)椋簾o(wú)官能團(tuán)V -OH V -COOH V -Br。要使二烯類遙爪型液體橡膠作為通用 橡膠使用，其末端官能團(tuán)必須具備如下的條件；在不增加貯 存和加工困難的條件下，反應(yīng)性應(yīng)充分的高，和固化劑反應(yīng) 不生成氣體和腐蝕性的有害物質(zhì)等；制造成本低，適于大規(guī) 模生產(chǎn)；每一分子的官能度應(yīng)接近 2.0；固體劑 （擴(kuò)鏈劑或交 聯(lián)劑 ）使用方便，而且便宜易得。當(dāng)前，常見(jiàn)的二烯類遙爪 型液體橡膠的官能團(tuán)是羥基 （-OH）、羧基（-COOH）的溴基 （-BR），據(jù)認(rèn)為羥基或羧基較好。在綜合考慮成本和穩(wěn)定供應(yīng) 性的問(wèn)題之后，人們對(duì)帶有羥端基的液體丁苯橡膠和

6、液體丁 二烯橡膠最感興趣。羥端基二烯類液體橡膠在遙爪型液體橡 膠中粘度最低，加工也方便，因此成了人們廣泛開(kāi)發(fā)用途的 對(duì)象。三、液體橡膠的硫化液體橡膠與固體橡膠之間最重要 差別在于硫化 （交聯(lián) ）體系。液體橡膠的硫化劑 （或稱固化劑 ） 一般是指擴(kuò)鏈劑和交聯(lián)劑。為了獲得性能良好的硫化膠，必 須根據(jù)液體橡膠的末端官能團(tuán)選擇適宜的擴(kuò)鏈劑和交聯(lián)劑 （如表 2-2） 。從表 2-2看來(lái)。硫化體系多是采用氫給予體 （-OH、 -SH、 -NH2 、 -COOH 、 -COSH、 -CONH2 SO2NH2 、 NOH 等）和氫接受體 -NCO、 O、 S、 N 等的加成反應(yīng)體系， 基 本上沒(méi)有采用縮合反應(yīng)

7、的例子。 這大概是因?yàn)樵诹蚧磻?yīng) （縮 合型 ）中生成的低分子物會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生氣泡的緣故。固化劑的選擇原則為；物理機(jī)械性能好，無(wú)毒或毒性小，粘度適宜，價(jià) 格便宜，使用有效期長(zhǎng)，能方便調(diào)節(jié)固化溫度和固化時(shí)間， 因?yàn)槌Ｒ?jiàn)的二烯類液體橡膠的端基是-OH、-COOH和-Br,它們的固化劑分別是多異氰酸酯， 環(huán)氧化物和多元胺。 此外， 液體橡膠的交聯(lián)還有如下一些特點(diǎn)。 1、許多情況要根據(jù)化 學(xué)計(jì)算，即按官能團(tuán)等摩爾原則計(jì)算加入交聯(lián)劑的數(shù)量。 2、 由于液體橡膠分子量較小，必須添加較高濃度的交聯(lián)劑才能 增長(zhǎng)和交聯(lián)。 3、液體橡膠的硫化溫度范圍較寬，某些液體 橡膠的硫化不要加熱，在室溫下就能產(chǎn)生交聯(lián)作用。4、交

8、聯(lián)機(jī)型依賴于端基與交聯(lián)劑 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這一點(diǎn)與固體 橡膠很不一樣。表示了固體橡膠和液體橡膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 模型。遙爪型液體橡膠液體橡膠借助固化劑擴(kuò)鏈的，其分子 全部被網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所利用，有助于提高液體橡膠彈性。非遙爪 型二烯系液體橡膠，可用普通硫黃和有機(jī)過(guò)氧化物進(jìn)行交 聯(lián)，每個(gè)液體橡膠分子殘留兩個(gè)自由鏈端。一般說(shuō)來(lái)，這種 自由鏈端對(duì)橡膠彈性沒(méi)有貢獻(xiàn)，使交聯(lián)物發(fā)脆，并且影響動(dòng) 態(tài)性能。四、液化橡膠的加工 液體橡膠由于分子量較低， 在常溫下是粘稠狀的液體，粘度一般為550P S,加工操作比較容易，采用涂料磨等可進(jìn)行混合，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、 連續(xù)化和自動(dòng)化。一次混合是指將液體橡膠和以炭黑為代表 的粉狀補(bǔ)

9、強(qiáng)填充劑或纖維補(bǔ)強(qiáng)劑 ，以及操作油等預(yù)先進(jìn)行 良好混合。首先在預(yù)混裝置中用液體將填充劑充分濕潤(rùn)，然后其通過(guò)大型三輥磨機(jī)。 當(dāng)不需要將固體填充劑進(jìn)行混 合分散時(shí)，可省去一次混合，而直接從二次混合開(kāi)始加工。 二次混合原則上是將液體橡膠成分和擴(kuò)鏈、交聯(lián)等固化劑， 以及各種添加劑在液體狀態(tài)下進(jìn)行混合。二次混合所采用的 方法可大致分三種：一是機(jī)械混合，螺桿混合機(jī)即屬這種： 二是靜態(tài)混合， 如 Kenics 混合機(jī)即是典型設(shè)： 三是沖擊混合， 如反應(yīng)注壓硫化法 （RIM） 。 液體橡膠的成型方法有很多 種。現(xiàn)可供選用的成型方法是： RLM 成型、澆鑄成型、注射 成型、傳遞成型、壓縮成型、旋轉(zhuǎn)成型、噴霧涂布

10、、浸漬等。 五、液體橡膠的用途液體橡膠是一種新型合成材料。它加工 簡(jiǎn)便，適于澆鑄、制造形狀尺寸復(fù)雜的橡膠制品，能在戶外 進(jìn)行噴涂并有良好的涂覆性，可以現(xiàn)場(chǎng)硫化，且因動(dòng)力消耗 低（約比固體橡膠低 50%） ，易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化和自動(dòng)化生產(chǎn)。 因此，盡管它目前原材料價(jià)格高，強(qiáng)度還較差，但應(yīng)用范圍 已經(jīng)很廣闊。液體橡膠廣泛用于膠粘劑、涂料、密封嵌縫材 料，各種工業(yè)彈性制品等。此外，液體橡膠還可用反應(yīng)性操 作油，改善固體橡膠的加工性， 提高硫化膠的物理機(jī)械性能。 液體橡膠用作樹(shù)脂的改性材料也已經(jīng)實(shí)用化。液體橡膠的具 體用作見(jiàn)表。 表 液體橡膠的用途 1、 膠粘劑、接著劑 （無(wú)溶劑類 ）2、涂料、金屬等的涂覆材料 3、 在常溫涂覆的防水、耐化學(xué)藥品保護(hù)膜4、走廊、體育館等的地板鋪裝 5、火藥等粉體的粘結(jié)劑 6、人造革、合成皮革、 彈性纖維的原料 7、多孔制品及防震材料 8、橡膠或塑料用 反應(yīng)性改性劑 9、土壤穩(wěn)定劑、 改土劑 10、彈性鑄型