52通用橡胶-IIR-CR-EPDM-NBR3166

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2.4 丁基橡胶,2.4.1 定义与分类,丁基橡胶是异丁烯与少量异戊二烯的共聚物。英文名称（isobutylene isoprene rubber,缩写,IIR,）。,丁基橡胶是在低温下（-100-90,o,C）下，通过,阳离子聚合,机理得到的。,IIR在,1943,年开始工业化生产。我国从70年代就开始引进，但直到2003年左右才在燕山石化工业化生产成功。,丁基橡胶（IIR）,通用丁基,橡胶（不饱和度,0.13.3mol,）,卤化丁基,氯化丁基（CIIR）,溴化丁基（BIIR）,2.4.2 IIR的结构性能特点（重点）,1.,IIR橡胶在主链上含有少量的异戊二烯通常100个碳原子才有一个双键。,饱和度很高,。,优点,耐热性高,可长期在120,o,C使用。,耐气候性优良,耐O,3,性优良,是通用橡胶的10倍以上。,缺点交联速度慢。,2.聚异丁烯段规整、对称性高,结晶性橡胶。也具有拉伸诱导结晶的现象，纯胶强度高（1421MPa）。,3,.,异丁烯主链上多而密集的侧甲基，填补了分子链间的孔隙,IIR耐透气性和耐透水性优异,。,4.,异丁烯主链上多而密集的侧甲基，导致分子链在相对运动时，内摩擦大、内耗高,适合用于阻尼减震材料,。,5.IIR的自黏性和互黏性差,，与其它通用橡胶相容性低通过,卤化,的方法提高黏结性（,卤素含量12,）。,2.4.3丁基橡胶的应用,（1）轮胎的内胎或者气密层利用IIR的高气密性,内胎,垫带,无内胎轮胎的气密层：,要提高该层与轮胎其它部件的粘合，使用的是卤化丁基橡胶。,医用橡胶塞,防水卷材,利用IIR的高耐热性耐热运输带；,利用IIR的高阻尼性减震、吸振制品。,2.5 氯丁橡胶,2.5.1定义与分类,由2-氯1,3-丁二烯通过,乳液自由基聚合,而来的橡胶。英文为：chloroprene rubber，缩写,CR,）。,按特性和用途分类,通用型,氯丁橡胶,专用型,氯丁橡胶,氯丁胶乳,硫调节型（G）型,非硫调节型（W）型,2.5.2 CR的结构特点(重点）,1.硫调节型与非硫调节型,硫调型（G型）,X26；n=80100,非硫调型（W型）,G型分子间的SS键容易在一定的条件下发生断裂，,储存稳定性不好,。在混炼加工过程中也容易断裂，分子量大幅度改变，,加工条件不好控制,。,但G型SS断裂后产生SH是CR交联的,促进剂,。,2.CCl与C=C的p,共扼,共扼结构改变了C=C双键的,电子云分布状态,，使反应活性降低。,CR不能用硫磺进行硫化,。,CR的耐热和耐老化性比一般不饱和橡胶好得多，但低于IIR和EPM、EPDM,。,3.聚氯丁二烯的分子异构化结构,分子结构中有反式1,4、顺式1,4和1,2和3，4结构。,8892,的反1,4结构,712,的顺1,4结构,1,2加成结构,3,4加成结构,15,高反1,4结构,结晶性不饱和极性橡胶,，结晶的能力高于NR、BR、IIR（Cl增大了分子间作用力）。,1，2结构中的叔烯丙基氯是可进行交联反应的活性点,金属氧化物交联（ZnO和MgO）,。,2.5.3 CR的性能特点（重点）,结晶性橡胶纯胶强度高，交联纯胶的强度略高于交联纯NR。,弹性低、动态内耗大、耐寒性差。,含有大量Cl取代基团,阻燃性,、,耐烷烃油,好、黏和强度高、但电绝缘性差。,CCl和CC的共扼耐热性、耐候性和耐O,3,性优异，但低于IIR和EPDM。,2.5.4 CR的主要应用,CR主要应用于,阻燃,、,耐油,、,耐天候,制品和,黏合剂,。,耐热、阻燃运输带。,耐油、耐化学腐蚀的胶管。,电线、电缆的,外层胶,。,门窗密封条。,公路路面添缝材料、桥梁支座的橡胶垫。,2.6 乙丙橡胶,2.6.1定义与品种,2.6.2结构,(重点),2.6.3性能,(重点),2.6.4应用,2.6.1 定义和品种,乙丙橡胶是乙烯与丙烯在,齐格勒纳塔,型催化剂催化下的,无规共聚物,。,根据是否加入第三种双烯类共聚单体分为：,二元乙丙,橡胶（英文ethylene-propylene-monomer,缩写,EPM,）和,三元乙丙,橡胶（英文ethylene-propylene-diene-monomer,缩写,EPDM,）。,乙丙橡胶的结构特点（重点）,1.高饱和性,二元乙丙全饱和结构,三元乙丙主链饱和，带有少量（12%mol)的不饱和侧基。,2,.乙烯丙烯比例,由于乙烯与丙烯,无规共聚,，破坏了各自的规整性，乙丙橡胶是非结晶性橡胶(或有少量结晶）。分子链间作用力小，且无大侧基乙丙橡胶具有较高的,柔性和弹性,。,为避免丙烯出现嵌段结构产生结晶，乙烯的含量50mol。,当乙烯含量70mol时，乙烯链段开始结晶，耐寒性和加工性能变差。,乙丙橡胶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，生胶、混炼胶、硫化胶的强度、回弹性、硬度提高；加工性能下降。,乙丙橡胶的分子量分布指数在35的范围。,分子量分布窄有利于提高乙丙橡胶的力学性能；,分子量分布宽，小分子量的部分对改善加工性能有利。,对物理性能的首要影响,对物理和加工性能的次要影响,门尼粘度 升高,生胶强度 升高,交联密度 升高,加工和分散性 下降,填充量 升高,模量 升高,伸长率 下降,压缩变形 下降,分子量增高对性能的影响,4.双烯单体的用量和比例,只用乙烯和丙稀工聚得到的EPM，不能用硫磺交联；,通过加入,双烯类,第三单体共聚，使侧链上具有可以和硫磺交联的双键。,随双烯类单体用量提高，交联速度和交联密度提高，硫化胶料的弹性提高、伸长率下降。,双烯类单体的种类,对硫化速度和最终的性能都有影响。,第三单体类型对三元乙丙橡胶性能的影响,乙丙橡胶的性能特点（重点）,乙丙橡胶是,饱和,的,非极性,的分子主链,优点,：,1.,具有高耐热性：,超过IIR是通用橡胶中耐热性最高的，可长期在120,o,C下使用，超过150,o,C可短期使用。,几种橡胶在氮气中的热失重,二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶在,150,的热老化性能对比,2.突出的耐候性和耐O,3,性,：优于IIR和CR。,乙丙橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶耐臭氧性能的对比,3.耐化学腐蚀性好,：长期与极性溶剂和酸碱接触，性能变化小。,4.弹性和耐低温性好,：仅次于NR和BR。,5.电绝缘性好,：主要是EPR吸水率低。,6.耐水性、耐热水、耐水蒸汽性优良,。,乙丙橡胶的性能缺点,：,1.,双键含量低,硫化速度慢,，与不饱和橡胶并用时，共硫化困难。,2.,加工性能不好，自粘和互粘性差。,3.,耐烷烃油性差、易燃、气密性不好。,但耐极性油，如磷酸酯类液压油。,乙丙橡胶应用,优异耐候性汽车车窗密封条；,耐热水性汽车发动机散热器软管；,耐O,3,性与其它二烯类橡胶并用做轮胎胎侧和内胎。,耐候、耐水性高级防水卷材。,电绝缘性电缆护套及绝缘材料,耐热性耐热物料输送带。,热塑性树脂（如PP）的增韧改性剂。,2.7 丁腈橡胶,定义与品种,结构与性能的关系,(重点),性能特点,(重点),应用,氢化丁腈橡胶,(重点),定义与品种,通过,丁二烯,和,丙烯腈,单体,乳液自由基聚合,而制得的高分子弹性体。英文：nitrile-butadiene rubber,缩写,NBR,。,是在耐油橡胶中用量最大的一种,。,NBR的结构和性能关系（重点）,非结晶性的极性不饱和橡胶,1.丙烯腈的含量,对NBR性能有极大的影响,丙烯腈含量增多：,生胶可塑度提高，加工性能会改善；,硬度、定伸应力、拉伸强度、耐磨性提高；,耐油性、耐热性、耐化学药品性提高；,气密性提高，当丙烯腈含量超过40，气密性与IIR相当；,弹性、耐寒性下降。,共聚物组成(丙烯腈含量)对丁腈橡胶性能的影响,ACN,含量,耐热性,耐臭氧老化,溶解度参数,玻璃化温度,耐油性,气密性,抗静电性,强度,耐磨性,密度,常温硬度,加工生热量,耐压缩变形,弹性,低温性能,绝缘性,包辊性,高,低,ACN,含量对NBR的压缩永久变形、脆性温度、弹性和硬度的影响,2.丁二烯链段的微观结构,NBR中反1,4结构的含量超过,80,；而顺1,4和1，2结构的量都不超过10。,但由于无规共聚，NBR,是非结晶性橡胶,。,顺1,4结构增大，提高弹性和耐寒性；,1,2结构导致支化和交联，容易生成凝胶，应尽量减少。,1，2结构,顺1，4结构,反1，4结构,3.分子量与分子量分布,分子量大强度高，弹性大，但加工性差；,分子量小强度小，弹性小，但加工性好；,适当的分子量分布可兼顾高性能和加工性,NBR分子结构与性能的关系,NBR的性能（重点）,优点：,优异的耐油性能。,耐油性仅次于聚硫橡胶、氟橡胶和丙烯酸酯橡胶。,良好的耐热、耐臭氧、耐老化性能。,(与NR、SBR、BR),缺点：,低温性能较差。,电绝缘性差。,(比CR差，体积电阻率10,1012,.cm),生胶强度低。,(必须用CB、白炭黑增强),ACN,含量与丁腈橡胶在,ASTM No.2,油中的溶胀及,T,g,的关系,橡胶材料的耐热性,和耐油性,应用,NBR广泛应用于耐油制品接触油的胶管、印刷胶辊、密封垫圈、飞机油箱衬里等。,抗静电制品,NBR/PVC共混改性,一种特殊NBRHNBR,1.定义,通过加氢反应，是主链饱和度提高。,饱和度为8099,氢化丁腈的英文名称为Hydrogenated Nitrile Butadiene Rubber,HNBR,。,2.HNBR的结构性能特点,丁二烯链段转变成PE段HNBR是,（拉伸）结晶性橡胶,，强度明显高于NBR。,主链饱和度提高,耐热性、耐臭氧、耐H,2,S、耐老化性能明显提高。,3.HNBR的应用,HNBR价格昂贵，目前市场价为350元/kg。,主要用于,：,石油深井开采,和,汽车耐高温、耐油配件,。,作业,从分子结构分析比较二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、丁基橡胶和氯丁橡胶的性能特点？,（强度、回弹性、动态内耗、耐寒性、气密性、耐油性、耐热性及耐O,3,性）,试述丁腈橡胶结合丙烯腈含量的增加对其性能带来的优缺点？,演讲完毕，谢谢观看！,