5.2-通用橡膠-IIR-CR-EPDM-NBR

1、2.4 丁基橡膠,2.4.1 定義與分類 丁基橡膠是異丁烯與少量異戊二烯的共聚物。英文名稱（isobutylene isoprene rubber, 縮寫IIR）。 丁基橡膠是在低溫下（-100-90oC）下，通過陽離子聚合機(jī)理得到的。 IIR在1943年開始工業(yè)化生產(chǎn)。我國從70年代就開始引進(jìn)，但直到2003年左右才在燕山石化工業(yè)化生產(chǎn)成功。,2.4.2 IIR的結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)（重點(diǎn)）,1. IIR橡膠在主鏈上含有少量的異戊二烯通常100個(gè)碳原子才有一個(gè)雙鍵。飽和度很高。,耐氣候性優(yōu)良,耐O3性優(yōu)良是通用橡膠的10倍以上。,缺點(diǎn)交聯(lián)速度慢。,2. 聚異丁烯段規(guī)整、對稱性高結(jié)晶性橡膠。也具有拉伸

2、誘導(dǎo)結(jié)晶的現(xiàn)象，純膠強(qiáng)度高（1421MPa）。,3. 異丁烯主鏈上多而密集的側(cè)甲基，填補(bǔ)了分子鏈間的孔隙IIR耐透氣性和耐透水性優(yōu)異。 4.異丁烯主鏈上多而密集的側(cè)甲基，導(dǎo)致分子鏈在相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)摩擦大、內(nèi)耗高適合用于阻尼減震材料。 5. IIR的自黏性和互黏性差，與其它通用橡膠相容性低通過鹵化的方法提高黏結(jié)性（鹵素含量12）。,2.4.3丁基橡膠的應(yīng)用,（1）輪胎的內(nèi)胎或者氣密層利用IIR的高氣密性,無內(nèi)胎輪胎的氣密層： 要提高該層與輪胎其它部件的粘合，使用的是鹵化丁基橡膠。,醫(yī)用橡膠塞,防水卷材,利用IIR的高耐熱性耐熱運(yùn)輸帶； 利用IIR的高阻尼性減震、吸振制品。,2.5 氯丁橡膠,2.

3、5.1定義與分類 由2-氯1,3-丁二烯通過乳液自由基聚合而來的橡膠。英文為：chloroprene rubber，縮寫CR）。,2.5.2 CR的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(重點(diǎn)） 1.硫調(diào)節(jié)型與非硫調(diào)節(jié)型,非硫調(diào)型（W型）,G型分子間的SS鍵容易在一定的條件下發(fā)生斷裂，儲存穩(wěn)定性不好。在混煉加工過程中也容易斷裂，分子量大幅度改變，加工條件不好控制。 但G型SS斷裂后產(chǎn)生SH是CR交聯(lián)的促進(jìn)劑。,2. CCl與C=C的p共扼,共扼結(jié)構(gòu)改變了C=C雙鍵的電子云分布狀態(tài)，使反應(yīng)活性降低。,3. 聚氯丁二烯的分子異構(gòu)化結(jié)構(gòu) 分子結(jié)構(gòu)中有反式1,4、順式1,4和1,2和3，4結(jié)構(gòu)。,8892的反1,4結(jié)構(gòu),712的順

4、1,4結(jié)構(gòu),1,2加成結(jié)構(gòu),3,4加成結(jié)構(gòu),15,高反1,4結(jié)構(gòu)結(jié)晶性不飽和極性橡膠，結(jié)晶的能力高于NR、BR、IIR（Cl增大了分子間作用力）。 1，2結(jié)構(gòu)中的叔烯丙基氯是可進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)的活性點(diǎn)金屬氧化物交聯(lián)（ZnO和MgO）。,2.5.3 CR的性能特點(diǎn)（重點(diǎn)） 結(jié)晶性橡膠純膠強(qiáng)度高，交聯(lián)純膠的強(qiáng)度略高于交聯(lián)純NR。 彈性低、動(dòng)態(tài)內(nèi)耗大、耐寒性差。 含有大量Cl取代基團(tuán)阻燃性、耐烷烴油好、黏和強(qiáng)度高、但電絕緣性差。 CCl和CC的共扼耐熱性、耐候性和耐O3性優(yōu)異，但低于IIR和EPDM。,2.5.4 CR的主要應(yīng)用 CR主要應(yīng)用于阻燃、耐油、耐天候制品和黏合劑。 耐熱、阻燃運(yùn)輸帶。 耐油、

5、耐化學(xué)腐蝕的膠管。 電線、電纜的外層膠。 門窗密封條。 公路路面添縫材料、橋梁支座的橡膠墊。,2.6 乙丙橡膠,2.6.1定義與品種 2.6.2結(jié)構(gòu)(重點(diǎn)) 2.6.3性能(重點(diǎn)) 2.6.4應(yīng)用,2.6.1 定義和品種 乙丙橡膠是乙烯與丙烯在齊格勒納塔型催化劑催化下的無規(guī)共聚物。 根據(jù)是否加入第三種雙烯類共聚單體分為：二元乙丙橡膠（英文ethylene-propylene-monomer, 縮寫EPM）和三元乙丙橡膠（英文ethylene-propylene-diene-monomer,縮寫EPDM）。, 乙丙橡膠的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（重點(diǎn)） 1. 高飽和性,二元乙丙全飽和結(jié)構(gòu),三元乙丙主鏈飽和，帶有

6、少量（12%mol)的不飽和側(cè)基。,2. 乙烯丙烯比例 由于乙烯與丙烯無規(guī)共聚，破壞了各自的規(guī)整性，乙丙橡膠是非結(jié)晶性橡膠(或有少量結(jié)晶）。分子鏈間作用力小，且無大側(cè)基乙丙橡膠具有較高的柔性和彈性。 為避免丙烯出現(xiàn)嵌段結(jié)構(gòu)產(chǎn)生結(jié)晶，乙烯的含量50mol。 當(dāng)乙烯含量70mol時(shí)，乙烯鏈段開始結(jié)晶，耐寒性和加工性能變差。 乙丙橡膠中的乙烯含量一般在60mol左右。,3. 分子量和分子量分布 分子量提高，生膠、混煉膠、硫化膠的強(qiáng)度、回彈性、硬度提高；加工性能下降。 乙丙橡膠的分子量分布指數(shù)在35的范圍。 分子量分布窄有利于提高乙丙橡膠的力學(xué)性能； 分子量分布寬，小分子量的部分對改善加工性能有利。,

7、分子量增高對性能的影響,4. 雙烯單體的用量和比例 只用乙烯和丙稀工聚得到的EPM，不能用硫磺交聯(lián)； 通過加入雙烯類第三單體共聚，使側(cè)鏈上具有可以和硫磺交聯(lián)的雙鍵。 隨雙烯類單體用量提高，交聯(lián)速度和交聯(lián)密度提高，硫化膠料的彈性提高、伸長率下降。 雙烯類單體的種類對硫化速度和最終的性能都有影響。,第三單體類型對三元乙丙橡膠性能的影響, 乙丙橡膠的性能特點(diǎn)（重點(diǎn)） 乙丙橡膠是飽和的非極性的分子主鏈優(yōu)點(diǎn)： 1. 具有高耐熱性：超過IIR是通用橡膠中耐熱性最高的，可長期在120oC下使用，超過150oC可短期使用。,幾種橡膠在氮?dú)庵械臒崾е?二元乙丙橡膠和三元乙丙橡膠在150的熱老化性能對比,2. 突

8、出的耐候性和耐O3性：優(yōu)于IIR和CR。,乙丙橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠耐臭氧性能的對比,3. 耐化學(xué)腐蝕性好：長期與極性溶劑和酸堿接觸，性能變化小。 4.彈性和耐低溫性好：僅次于NR和BR。 5.電絕緣性好：主要是EPR吸水率低。 6.耐水性、耐熱水、耐水蒸汽性優(yōu)良。,乙丙橡膠的性能缺點(diǎn)： 1. 雙鍵含量低硫化速度慢，與不飽和橡膠并用時(shí)，共硫化困難。 2. 加工性能不好，自粘和互粘性差。 3. 耐烷烴油性差、易燃、氣密性不好。但耐極性油，如磷酸酯類液壓油。, 乙丙橡膠應(yīng)用 優(yōu)異耐候性汽車車窗密封條； 耐熱水性汽車發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器軟管； 耐O3性與其它二烯類橡膠并用做輪胎胎側(cè)和內(nèi)胎。 耐候、耐水性高

9、級防水卷材。 電絕緣性電纜護(hù)套及絕緣材料 耐熱性耐熱物料輸送帶。 熱塑性樹脂（如PP）的增韌改性劑。,2.7 丁腈橡膠,定義與品種 結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系(重點(diǎn)) 性能特點(diǎn)(重點(diǎn)) 應(yīng)用 氫化丁腈橡膠(重點(diǎn)), 定義與品種 通過丁二烯和丙烯腈單體乳液自由基聚合而制得的高分子彈性體。英文：nitrile-butadiene rubber, 縮寫NBR。是在耐油橡膠中用量最大的一種。, NBR的結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系（重點(diǎn)）,非結(jié)晶性的極性不飽和橡膠,1. 丙烯腈的含量對NBR性能有極大的影響 丙烯腈含量增多： 生膠可塑度提高，加工性能會改善； 硬度、定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度、耐磨性提高； 耐油性、耐熱性、耐化學(xué)藥品

10、性提高； 氣密性提高，當(dāng)丙烯腈含量超過40，氣密性與IIR相當(dāng)； 彈性、耐寒性下降。,共聚物組成(丙烯腈含量)對丁腈橡膠性能的影響,ACN含量對NBR的壓縮永久變形、脆性溫度、彈性和硬度的影響,2. 丁二烯鏈段的微觀結(jié)構(gòu) NBR中反1,4結(jié)構(gòu)的含量超過80；而順1,4和1，2結(jié)構(gòu)的量都不超過10。 但由于無規(guī)共聚，NBR是非結(jié)晶性橡膠。 順1,4結(jié)構(gòu)增大，提高彈性和耐寒性； 1,2結(jié)構(gòu)導(dǎo)致支化和交聯(lián)，容易生成凝膠，應(yīng)盡量減少。,1，2結(jié)構(gòu),順1，4結(jié)構(gòu),反1，4結(jié)構(gòu),3. 分子量與分子量分布 分子量大強(qiáng)度高，彈性大，但加工性差； 分子量小強(qiáng)度小，彈性小，但加工性好； 適當(dāng)?shù)姆肿恿糠植伎杉骖櫢咝?/p>

11、能和加工性,NBR分子結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系, NBR的性能（重點(diǎn)）,優(yōu)點(diǎn)： 優(yōu)異的耐油性能。耐油性僅次于聚硫橡膠、氟橡膠和丙烯酸酯橡膠 。 良好的耐熱、耐臭氧、耐老化性能。(與NR、SBR、BR) 缺點(diǎn)： 低溫性能較差。 電絕緣性差。(比CR差，體積電阻率101012.cm ) 生膠強(qiáng)度低。(必須用CB、白炭黑增強(qiáng)),ACN含量與丁腈橡膠在ASTM No.2油中的溶脹及Tg的關(guān)系,橡膠材料的耐熱性 和耐油性, 應(yīng)用 NBR廣泛應(yīng)用于耐油制品接觸油的膠管、印刷膠輥、密封墊圈、飛機(jī)油箱襯里等。 抗靜電制品 NBR/PVC共混改性, 一種特殊NBRHNBR 1. 定義,飽和度為8099,氫化丁腈的英文名稱為Hydrogenated Nitrile Butadiene Rubber, HNBR。,2. HNBR的結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn) 丁二烯鏈段轉(zhuǎn)變成PE段HNBR是（拉伸）結(jié)晶性橡膠，強(qiáng)度明顯高于NBR。 主鏈飽和度提高耐熱性、耐臭氧、耐