合成橡膠的概述

合成橡膠的概述材料化學(xué)二班崔文鵬滿金龍摘要：簡要敘述了合成橡膠的定義及分類；羅列了一些常用的橡膠名稱；介紹了通用的合成橡膠的方法。在后面還簡要介紹了橡膠的合成歷史介紹了中國合成橡膠工業(yè)的生產(chǎn)消費現(xiàn)狀、生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)現(xiàn)狀及其發(fā)展前景，并對橡膠業(yè)的未來進行展望。序言:由于本專業(yè)——材料化學(xué)專業(yè)與合成橡膠息息相關(guān)，而本課程——高分子科學(xué)基礎(chǔ)中很重要的一部分就是合成橡膠；所以，在此對合成橡膠進行簡單的介紹，希望對同學(xué)們以后的學(xué)習(xí)方向的選擇上有所幫助。一、概述

橡膠是制造飛機、軍艦、汽車、拖拉機、收割機、水利排灌機械、醫(yī)療器械等所必需的材料。根據(jù)來源不同，橡膠可以分為天然橡膠和合成橡膠。合成橡膠中有少數(shù)品種的性能與天然橡膠相似，大多數(shù)與天然橡膠不同，但兩者都是高彈性的高分子材料，一般均需經(jīng)過硫化和加工之后，才具有實用性和使用價值。合成橡膠在20世紀(jì)初開始生產(chǎn)，從40年代起得到了迅速的發(fā)展。合成橡膠一般在性能上不如天然橡膠全面，但它具有高彈性、絕緣性、氣密性、耐油、耐高溫或低溫等性能，因而廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國防、交通及日常生活中。合成橡膠（syntheticrubber）指任何人工制成的，用于彈性體的高分子材料。合成橡膠是人工合成的高彈性聚合物，以煤、石油、天然氣為主要原料，所以價格也與三種主要原料的價格息息相關(guān)。品種很多，并可按需求之不同合成各種具有特殊性能的橡膠，因此目前世界上的合成橡膠總產(chǎn)量已遠遠超過天然橡膠。二、科技名詞定義中文名稱：合成橡膠英文名稱：syntheticrubber定義：以合成高分子化合物為基礎(chǔ)具有可逆變形的高彈性材料。應(yīng)用學(xué)科：水利科技（一級學(xué)科）；工程力學(xué)、工程結(jié)構(gòu)、建筑材料（二級學(xué)科）；建筑材料（水利）（三級學(xué)科）

命名許多國家都有各自的系統(tǒng)命名法。目前，世界上較為通用的命名法是按國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的，此合成橡膠法是取相應(yīng)單體的英文名稱或關(guān)鍵詞的第一個大寫字母，其后綴以“橡膠”英文名第一個字母R來命名。例如丁苯橡膠是由苯乙烯與丁二烯共聚而成的合成橡膠，故稱SBR；同理，丁腈橡膠稱NBR；氯丁橡膠稱CR等。中國的命名方法：對于共聚物是在相應(yīng)單體之后綴以共聚物橡膠如丁二烯－苯乙烯共聚物橡膠，簡稱丁苯橡膠；對于均聚物，則在相應(yīng)單體之前冠以“聚”字，而在聚合物之后綴以“橡膠”如順式-1,4-聚異戊二烯橡膠（簡稱異戊橡膠）順式-1,4-聚丁二烯橡膠（簡稱順丁橡膠）等。此外，尚有通俗取名法，即取該聚合物除碳氫以外的特有元素或基團來命名。如由αω-二氯代烴（或α，ω-二氯代醚）和多硫化鈉形成的橡膠俗稱聚硫橡膠，而由異丁烯和少量異戊二烯共聚制得的橡膠常俗稱丁基橡膠等分類合成芒橡膠令的分電類方趨法很肢多。按成翁品狀翼態(tài)可分昆為液泛體橡移膠（件如端羥芳基聚突丁二卵烯）、渾固體艇橡膠首、乳慰膠和混粉末橡膠幫等。按橡智膠制喜品形廈成過莫程可分悉為熱塑起性橡雷膠（如破可反拋復(fù)加騎工成綱型的云三嵌咽段熱塘塑性王丁苯醋橡膠暈）、懂硫化斜型橡惕膠（蘿需經(jīng)樂硫化拍才能始制得成品，大勇多數(shù)畫合成傍橡膠交屬此珠類）尋。按生輝膠充踏填的福其他勁非橡足膠成脅分可分奴為充懼油母俊膠、既充炭黑母膠黑和充彼木質(zhì)魄素母厚膠。實際形應(yīng)用爐中又屠按使西用特嘴性分為姥通用燭型橡誤膠和特種恰橡膠兩大字類。糞通用效型橡療膠指徑可以該部分籃或全捧部代瓦替天群然橡導(dǎo)膠使退用的某橡膠工，如奏丁苯利橡膠霧、異瓦戊橡寬膠、造順丁源橡膠辮等，狐主要膚用于窗制造笛各種輪胎及一圾般工賤業(yè)橡膠頓制品。通用咐橡膠的需流求量炮大，惰是合鐵成橡賢膠的中主要計品種艦。特種狂橡膠萄是指綢具有砍耐高刪溫、憶耐油慕、耐臭氧、耐斥老化很和高若氣密續(xù)性等鋸特點名的橡算膠，儉常用藏的有硅橡喘膠、各臣種氟橡竹膠、聚務(wù)硫橡詳膠、氯醇盯橡膠、丁禮腈橡即膠、漠聚丙烯泡酸酯雕橡膠、聚挖氨酯嘴橡膠輸和丁群基橡巡壽膠等慰，主聰要用過于要究求某胡種特凈性的奸特殊庸場合惱。常見警合成切橡膠旁名稱測表IS虹O標(biāo)準(zhǔn)排代碼折學(xué)名紫（英漆文）惜通稱BI昆IR溴化斤丁基桶橡膠粉（Br肆om緩oIs荒ob愉ut帳yl垂en博e丈Is暖op督re常ne驗r知ub鈴be鳳r）Br擠om序ob醉ut猛yl（La辯nx蝕es屋s公司騾產(chǎn)品熱）BR聚丁字二烯皇、順燒丁橡疤膠（Po標(biāo)ly骨bu黎ta縣di籮en徐e）Bu毅na老C金B(yǎng)（La他nx架es皂s公司豬產(chǎn)品懸）CI獻IR氯化經(jīng)丁基企橡膠浮（Ch把lo擋roIs張ob湊ut鞠yl敬en望e世Is永op磨re薦ne哨r赤ub跑be脹r）丁壁基橡洲膠（bu渣ty改l居ru慶bb遍er）、ch翼lo藝ro厚bu矛ty鞋lC極R氯丁伙橡膠細（Po友ly象ch制lo戲ro紗pr盼en溫eru室bb組er）Ne琴op約re染ne、Ch勢lo胞ro懇pr縣en黑eC謊SM氯磺渾化聚磚乙烯油橡膠盈（Ch貢lo社ro歪su敗lp未ho銀na白te羊dPo嶼ly映et憐hy章le賺ne）海豬霸龍策（杜邦意公司產(chǎn)品Hy倉pa爹lo劃n）EC襖O環(huán)氧萌氯丙拒烷（Ep夫ic黎hl掉or興oh正yd擴ri輸n）EC惠O、Ep鉛ic駐hl隙or刷oh谷yd膏ri斥n、Ep蛇ic熟hl燦or期e、Ep憐ic頃hl順or般id思ri斃ne、He螺rc牧lo喊r（He鉤rc職ul埋es公司熔產(chǎn)品暫）、Hy饞dr眼in（B.稅F.黎G淹oo佩dr平ic怕h公司齒產(chǎn)品梢）EP乙烯奏丙烯痛橡膠伙（Et旅hy兼le倆ne狡P線ro龍py就le偏ne）EP絮DM三元貞乙丙邁橡膠秩（Et網(wǎng)hy患le殖ne甘P掙ro云py癥le嶄neDi活en艘eMo她no喊me攻r）EP唯DM、No沖rd咐el（陶氏贏化工攔公司產(chǎn)品麻）FK釋M氟化墊烴橡咐膠（Fl蛾uo答ri查na作te暈d暗Hy淘dr穩(wěn)oc獸ar滋bo懶n謹ru問bb傘er）Vi菌to播n、Ka吊lr浸ez（二猾者皆薦為杜邦窯公司產(chǎn)品甘）、Fl語uo勿re銀l（3M公司子公尼司Dy踢ne禁on產(chǎn)品慣）、Ch矩em浴ra疤z（Gr荒ee勢ne桂T帳we節(jié)ed公司我產(chǎn)品特）四、悅生產(chǎn)駱工藝合成應(yīng)橡膠尤的生毅產(chǎn)工探藝大仍致可檢分為咳單體澆的合雹成和串精制群、聚焰合過有程以先及橡團膠后處理圾三部節(jié)分單體懷的生堆產(chǎn)和譽精制合成粒橡膠輝的基降本原茶料是開單體轉(zhuǎn)，精謹制常弓用的暖方法愿有精雄餾、不洗滌統(tǒng)、干湖燥等徑。聚合距過程聚合永過程爽是單督體在舞引發(fā)貸劑和催化估劑作用挑下進滔行聚合槍反應(yīng)生成捉聚合柄物的俯過程餡。有盛時用涌一個微聚合殼設(shè)備悼，有豈時多裁個串舟聯(lián)使問用。桂合成范橡膠閉的聚讀合工極藝主私要應(yīng)額用乳羞液聚鼓合法敞和溶拴液聚鳴合法園兩種欣。目軟前，弄采用你乳液治聚合杜的有朗丁苯潤橡膠歐、異廳戊橡道膠、丁丙橡膠勸、丁姿基橡忌膠等仇。后處等理后處防理是滿使聚艱合反均應(yīng)后吳的物威料（膠乳或膠迫液）蠅，經(jīng)掀脫除窗未反質(zhì)應(yīng)單鴿體、盟凝聚挪、脫月水、征干燥合和包賣裝等刪步驟曲，最顛后制乎得成禾品橡跳膠的掏過程性。乳敢液聚兇合的張凝聚皇工藝重主要冰采用百加電軍解質(zhì)咱或高分推子凝聚絨劑，掘破壞敞乳液間使膠絹粒析住出。放溶液遍聚合茄的凝輸聚工墨藝以鹿熱水眠凝析劃為主運。凝巖聚后引析出脅的膠襪粒，設(shè)含有錫大量齒的水勻，需錘脫水鵝、干烏燥。五、珍納米樂粒子雷在橡疫膠中研的應(yīng)黎用橡膠鑰基納育米復(fù)篩合材背料是擠以橡壟膠為恒連續(xù)換相，童以無蚊機或浙有機質(zhì)納米解粒子修為分教散相激而制備葛的復(fù)嘉合材男料。悶由于乞分散吊相的騎小尺襯寸效亭應(yīng)、秩表面蓬效應(yīng)孔、量國子尺芬寸效寇應(yīng)以煌及宏閃觀量子榮隧道泥效應(yīng)要，橡純膠基鑄納米異復(fù)合晶材料飄在結(jié)叫構(gòu)、橋性能政及應(yīng)辭用方誓面優(yōu)歲于傳蔽統(tǒng)的回橡膠評復(fù)合材決料，愧為制惑備高棋性能陶、多喪功能忘的復(fù)如合材桂料提孫供了離新途賊徑。漁本論武文以描高性徐能橡飲膠基納捉米復(fù)轟合胎正面材泰料、鐵功能翻材料棋、密葵封材儀料為化應(yīng)用萄指向走，研份究了全基于催纖維覺狀無溫機納米導(dǎo)填料磁、層展?fàn)顭o謎機納裁米填億料、運顆粒屆狀無箱機納桂米填膝料、翁功能兩化無慢機納布米復(fù)堂合填壞料以及紡聚合牧物納瀉米填感料的敵橡膠它基納捏米復(fù)冰合材材料的風(fēng)制備農(nóng)、結(jié)培構(gòu)與霸性能圾。從發(fā)如展趨斜勢來何看，贏現(xiàn)今棋橡膠叢基納優(yōu)米復(fù)籠合材錦料的壞研究鞋指向閘一方個面為伶?zhèn)鹘y(tǒng)乏橡膠哄制品的萬高性植能化親，諸烏如輪發(fā)胎、繪密封云制品宋，注殃重于插提高紹制品春的基福體強不度、籍耐磨裕性、丟耐老化詳性、利耐油媽性、佳耐熱腹降解貿(mào)性、寫耐腐春蝕性寨、無兇鹵阻開燃等乒性能憲；另白一方嚼面向庸功能糠多樣化租、復(fù)酬合化魂轉(zhuǎn)移光，開撥始應(yīng)嶺用于拐具有瞞聲損恐耗、澇光識杠別、麥光轉(zhuǎn)泉換、雖導(dǎo)熱消導(dǎo)電眨、高晝能射線捕屏蔽輩、電豎磁屏搜蔽等確要求磚的生忘物醫(yī)燒學(xué)、勁航空委航天發(fā)等方瞎面。梯面對撲國內(nèi)袋外技狀術(shù)的狹巨大差糞距，習(xí)深入鳳研究輕橡膠債基納抬米復(fù)蠟合材渠料在骨各個田領(lǐng)域武的應(yīng)串用顯橡得尤繩為重廟要。納米Ca犧CO對3又稱勢為超主細Ca棄CO雄3，是射典型夾的已敢實現(xiàn)鄙工業(yè)檢化生緣瑞產(chǎn)的史納米刷材料抗，其顆疑粒尺允寸10廁nm巷-1爐00奴nm，粒毀徑分買布較況窄，若晶體添形狀波可控慎，作班為橡氧膠納香米增反強填料具世有廣容闊的伸應(yīng)用各前景非。然精而，掠由于酷納米Ca奧CO交3粒徑包較小志，表筆面能療高，贈在橡躺膠基體給中難枯以分躬散，位因此員須進峽行表蠅面改錢性處孔理。介經(jīng)表咽面改變性處滴理后寒，部淹分單動分散繼的Ca呼CO借3納米絲式粒子涉可形眉成鏈高枝狀慰結(jié)構(gòu)軟，同峰時表懇面活悼性及稼與橡爹膠分銜子鏈色之間摧的相擺容性和結(jié)畜合力治增加心，具夠有增小強、暴填充恢、調(diào)汗色、睜改善倉加工叔工藝張和制濤品質(zhì)碼量的秘性能燃。納業(yè)米Ca啄CO賺3填充妻的硫疑化膠槽表面醉光滑駱，扯害斷伸永長率征高，愧抗張愚強度呈高，助永久且變形糞小，濫耐彎曲性寨能好纖，撕藏裂強袖度高針，而聾且耐嶄磨性胳、致用密性管、抗走劃痕純性有號明顯碗提高氧。六合成猛橡膠離在中劃國中國緊合成遷橡膠綁的工釀業(yè)化春生產(chǎn)便始于20世紀(jì)50年代采末期,經(jīng)過駛近50年的珍發(fā)展,歷經(jīng)鬼國內(nèi)紫自主盤研究青開發(fā)礙和引嘆進世嫩界先索進技棵術(shù)相擁結(jié)合縣的歷嘆程,已成膚為產(chǎn)誤品體刻系較丹完整歸、年轉(zhuǎn)產(chǎn)量障超過旗百萬譯噸以發(fā)上的競重要短產(chǎn)業(yè)勝。目療前,中國諸已經(jīng)意建成躬丁苯堆橡膠(S澇BR穩(wěn))[包括污乳聚鋪丁苯丑橡膠(E毅SB述R)和溶蒙聚丁獎苯橡柱膠(S吳SB綁R)救]、聚歲丁二倚烯橡代膠(P野BR寫)、丁屑基橡狠膠(I暈IR健)、氯虛丁橡頑膠(C化R)、丁罩腈橡脊膠(N抖BR可)和乙脖丙橡留膠(E炭PR蜘)等基揮本膠使種的嘆產(chǎn)品歷生產(chǎn)刻體系。此慨外,中國秒也大佳量生都產(chǎn)丁雙苯熱現(xiàn)塑性店彈性襲體(S務(wù)BS棚)和丁梨苯膠痰乳,亦生顧產(chǎn)丙鵝烯酸辭酯橡遠膠、些硅橡班膠、僑氟橡熔膠以吵及氯硬化聚聯(lián)氯乙贈烯等矛特種農(nóng)橡膠森產(chǎn)品匠。目廉前,中國匠合成鞭橡膠羨裝置暈生產(chǎn)涼能力牙和生上產(chǎn)量拋均位飾居世慈界第意三,約占效世界叢合成呢橡膠孕裝置獅總生蛾產(chǎn)能興力的9.嘩9%肅,總產(chǎn)蕩量的14烏.5牙%;消費庸量則厲居世刪界第叨一,約占市世界糠總消御費量凈的21借.8事%,是世臂界上如最具以活力道的合闊成橡秒膠市賭場。清隨著雅中國北國民墊經(jīng)濟鑄的快常速發(fā)夸展,將極秒大地旱推動惹以輪飽胎為旦代表晶的橡騾膠工拔業(yè)的誓快速麥發(fā)展,中國灰合成政橡膠干的產(chǎn)吃量和欄消費邊量將己得到愁進一厭步增竹長,在世析界總村量中鑄所占狂的比左例將要進一霸步上乞升?？恢袊楹铣墒幭鹉z照工業(yè)濤發(fā)展甩前景勿十分鍋廣闊合成宅橡膠非的誕鉤生19內(nèi)00年И.帖Л.孔達燈科夫鳳用2，3-二甲疊基-1，3-丁二叨烯聚合脫成革陶狀彈堤性體鮮。第杯一次值世界核大戰(zhàn)喚期間裳，德嘴國的蜂海上擱運輸飾被封臭鎖，葬切斷昂了天賺然橡趣膠的鈔輸入飛，他犬們于19川17年首攤次用2，3-二甲戰(zhàn)基-1，3-丁二刻烯生姥產(chǎn)了護合成邊橡膠籠，取嘉名為獅甲基葉橡膠W和甲煉基橡礦膠H。甲基誘橡膠W是2，3-二甲漸基-1，3-丁二鄉(xiāng)豐烯在70毒℃熱聚肢合歷顧經(jīng)5個月糾后制古得的花，而島甲基半橡膠H是上勻述單蜜體在30～35航℃聚合午歷經(jīng)3～4個月興后制謎成的硬橡兄膠。在纖戰(zhàn)爭圾期間扮，甲糠基橡殖膠共吃生產(chǎn)遍了23練50音t。這庫種橡荷膠的瞞性能牧比天記然橡狼膠差仙得多化，而遷且當(dāng)恐時單倚體的化合成截和聚昆合技止術(shù)都份很落傍后，鬼故戰(zhàn)漠后停程止生跳產(chǎn)工業(yè)論發(fā)展馳史人工冷合成饅橡膠渡的思蚊路淵身源于引人們光對天聰然橡拉膠的最剖析響和仿患制，嘴合成化橡膠慕工業(yè)麗的誕鐘生和鳴發(fā)展準(zhǔn)取決檔于原戰(zhàn)料來訓(xùn)源、嘩單體滅制造浪技術(shù)懲的成包熟程糠度，遼以及布單體籍、催閱化劑盲和聚合捎方法的選降擇。崖此外姜，由皂于橡跪膠是速交通南運輸帳工具頓（汽扯車、巴飛機拒的輪翁胎等摟）的懂主要磚材料慘，因夜而它難的發(fā)笑展又敵和戰(zhàn)稍爭對逢橡膠夸的需產(chǎn)求密畝切相脾關(guān)。第一哄次世示界大估戰(zhàn)期應(yīng)間誕吹生了毒合成廊橡膠扁，并引且有扣少量降生產(chǎn)堡以應(yīng)撲戰(zhàn)爭趕急需測。20世紀(jì)30年代肯初期洞建立槐了合稿成橡讀膠工養(yǎng)業(yè)。姨第二減次世懂界大英戰(zhàn)促崇進了蓮多品刃種、按多性拼能合熔成橡姓膠工罵業(yè)的遺飛躍段發(fā)展闖。50年代呆初，勾發(fā)明衣了齊格皆勒-納塔去催化供劑，單地體制鈴造技封術(shù)也綁比較霞成熟雖，使偶合成雜橡膠分工業(yè)蘭進入姥合成榴立構(gòu)戶規(guī)整豬橡膠傍的嶄漸新階押段。60年代士以后樂，合廣成橡資膠的案產(chǎn)量躲開始顛超過溫了天陪然橡劣膠。天然葡橡膠湯的剖枯析和艱仿制18蒜26年，M.法拉反第首旋先對撲天然老橡膠廉進行題化學(xué)啦分析青，確呼定了予天然撿橡膠握的實君驗式待為C5獎H8。18疾60年，C.磚G.威廉她斯從陣天然湯橡膠儉的熱仗裂解音產(chǎn)物副中分食離出C5扶H8，定沙名為絨異戊切二烯協(xié)，并腫指出蕉異戊值二烯錦在空蕩氣中慰又會棄氧化撇變成尚白色騰彈性震體。18時79年，G.布查癥德用顛熱裂始解法結(jié)制得番了異航戊二澇烯，造又把擔(dān)異戊途二烯談重新浪制成盟彈性娃體。禽盡管獅這種展彈性銅體的擠結(jié)構(gòu)捎、性商能與危天然忙橡膠狀差別醒很大悅，但艇至此留人們地已完胃全確鹿認從斜低分嗎子單縱體合們成橡臺膠是宗可能宴的。發(fā)展迅新階描段50年代男中期明，由唱于發(fā)懸明了丸齊格泡勒-納塔伶和鋰沈系等御新型芽催化君劑；遮石油哀工業(yè)撒為合害成橡父膠提排供了甩大量兄高品辟級的制單體既；人鈴們也乎逐漸狀認識宮了橡勸膠分免子的則微觀枝結(jié)構(gòu)領(lǐng)對橡腐膠性抓能的覺重要遠性；倒加上星配合腿新型戴催化耍劑而冊開發(fā)刷的溶矮液聚棕合技出術(shù)，捏使有板效地懼控制圓橡膠店分子俯的立漁構(gòu)規(guī)社整性蠟成為載可能適。這掌些因樹素使沸合成丈橡膠停工業(yè)糟進入夾生產(chǎn)鑰立構(gòu)儉規(guī)整凱橡膠做的嶄默新階望段。仇代表趕性的雁產(chǎn)品民有60年代棒初投塞產(chǎn)的高順式-1，4-聚異裳戊二寇烯橡閱膠，替簡稱擾異戊孟橡膠選又稱綱合成宿天然窄橡膠呼；高惰反式-1，4-聚異洞戊二柜烯，緊又稱合成敗杜仲訴膠;及高仰順式宗、中粗順式役和低香順式-1，4-聚丁合二烯憶橡膠營，簡諷稱順鞏丁橡周膠。拒此外枯，尚臺有溶增液丁嫌苯和系乙烯-丙烯瓦共聚戒制得薯的乙急丙橡完膠等諸。在牌此期甲間，猶特別腹橡膠太也獲疏得了社相應(yīng)沈的發(fā)致展，蛛合成烤了耐辛更高橫溫度震、耐很多種宅介質(zhì)透和溶斜劑或牙兼具嗓耐高器溫、嘴耐油島的膠智種。謙其代裙表性鋸品種英有氟捷橡膠盛和新紡型丙太烯酸樂酯橡庸膠等60年代分，合由成橡繁膠工男業(yè)以鬼繼續(xù)績開發(fā)些新品壁種與親大幅漁度增腰加產(chǎn)牛量平病行發(fā)數(shù)展為瀉特征叮，出幟現(xiàn)了送多種輕形式塔的橡蟻膠，慨如液獄體橡境膠、綱粉末木橡膠茶和熱度塑性刷橡膠搭等，廚其目降的是且簡化皇橡膠創(chuàng)加工撒工藝售，降豆低能素耗。王到70年代依后期拳，合君成橡代膠已累基本濁上可周代替撿天然脆橡膠洋制造伏各種郵輪胎必和制撿品，汁某些叔特種射合成年橡膠貨的性繼能是械天然粉橡膠自所不渠具備游的。營合成味橡膠曉的產(chǎn)面量，19跨50年約疫達60棕0k蛇t，50年代臘以后詳，由品于石油肅化工高速普度發(fā)脖展，月相應(yīng)配的合晚成橡遮膠產(chǎn)趁量也危幾乎緞是每5年增喬加10僻00阻kt左右(見表)。到19登79年突睜破了90坐00沾kt，達婆到高廁峰，19欣80年產(chǎn)返量開館始下訓(xùn)降，縮慧以后筒幾年頑穩(wěn)定猛在80暗00挪kt左