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合成橡胶基础知识简介

来源: 作者: 时间:2010-06-07 点击:

 

合成橡胶概述 

   合成橡胶是人工合成的高弹性聚合物,以煤、石油、天然气为原料,便宜易得,而且品种很多,并可按工业、公交运输的需要合成各种具有特殊性能(如耐热、耐寒、耐磨、耐油、耐腐蚀等)的橡胶,因此目前世界上合成橡胶的总产量已远远超过了天然橡胶。

   合成橡胶主要有顺丁橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等。按橡胶制品形成过程可分热塑性橡胶和硫化型橡胶;按成品状态可分为液体橡胶、固体橡胶、粉末橡胶和胶乳。合成的生胶具有良好的弹性,但强度不够,必须经过加工才能使用,其加工过程包括塑炼、混炼、成型、硫化等步骤。

   我国的橡胶工业起步较晚,1949年全国耗胶量仅为13000吨,国内自产天然橡胶仅200吨。50年代初期开始研制合成橡胶,1958年首先在四川建成氯丁橡胶的工业生产装置,1959年在兰州建成万吨级丁苯橡胶装置,1960年后建成顺丁橡胶装置,1971年后先后在北京、上海等地建成大型、特种橡胶生产装置。1984年我国耗胶量已达610000吨,居世界第四位,其中34.4%为合成橡胶。
   橡胶是制造飞机、军舰、汽车、拖拉机、收割机、水利排灌机械、医疗器械等所必需的材料。根据来源不同,橡胶可以分为天然橡胶和合成橡胶。合成橡胶是以石油、天然气为原料,以二烯烃和烯烃为单体聚合而成的高分子,在20世纪初开始生产,从40年代起得到了迅速的发展。合成橡胶一般在性能上不如天然橡胶全面,但它具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低温等性能,因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。

合成橡胶的命名 

许多国家都有各自的系统命名法。目前,世界上较为通用的命名法是按国际标准化组织制定的,此法是取相应单体的英文名称或关键词的第一个大写字母,其后缀以“橡胶”英文名第一个字母R来命名。例如丁苯橡胶是由苯乙烯与丁二烯共聚而成的合成橡胶,故称SBR;同理,丁腈橡胶称NBR;氯丁橡胶称CR等。中国的命名方法:对于共聚物是在相应单体之后缀以共聚物橡胶如丁二烯-苯乙烯共聚物橡胶,简称丁苯橡胶;对于均聚物,则在相应单体之前冠以“聚”字,而在聚合物之后缀以“橡胶”,如顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶(简称异戊橡胶),顺式-1,4-聚丁二烯橡胶(简称顺丁橡胶)等。此外,尚有通俗取名法,即取该聚合物除碳氢以外的特有元素或基团来命名。如由α,ω-二氯代烃(或α,ω-二氯代醚)和多硫化钠形成的橡胶俗称聚硫橡胶,而由异丁烯和少量异戊二烯共聚制得的橡胶常俗称丁基橡胶等。

合成橡胶的分类 

合成橡胶的分类方法很多。 
1、按成品状态 
可分为液体橡胶(如端羟基聚丁二烯)、固体橡胶、乳胶和粉末橡胶等。 
2、按橡胶制品形成过程 
可分为热塑性橡胶(如可反复加工成型的三嵌段热塑性丁苯橡胶)、硫化型橡胶(需经硫化才能制得成品,大多数合成橡胶属此类)。 
3、按生胶充填的其他非橡胶成分 
可分为充油母胶、充炭黑母胶和充木质素母胶。 
4、实际应用中又按使用特性 
分为通用型橡胶和特种橡胶两大类。通用型橡胶指可以部分或全部代替天然橡胶使用的橡胶,如丁苯橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶等,主要用于制造各种轮胎及一般工业橡胶制品。通用橡胶的需求量大,是合成橡胶的主要品种。 
特种橡胶是指具有耐高温、耐油、耐臭氧、耐老化和高气密性等特点的橡胶,常用的有硅橡胶、各种氟橡胶、聚硫橡胶、氯醇橡胶、丁腈橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶和丁基橡胶等,主要用于要求某种特性的特殊场合。
 

当前合成橡胶的新发展方向

    合成橡胶自从诞生以来就一直在不断的研发新品种,开发新功能。在合成橡胶发展这么多年后的现在,当前各合成橡胶的开发方向又是什么呢?
    SBR:目前乳聚丁苯橡胶(ESBR)仍是丁苯橡胶的主导地位。发展方向是增加非污染型充油牌号、SBR炭黑母炼胶以及高苯乙烯含量牌号;用于制造淡色、透明制品的低门尼牌号;
    溶聚丁苯橡胶(SSBR)将逐渐成为发展的重点。
    充油SSBR以及中、高乙烯基SSBR牌号,改善SSBR回弹性和生热性的分子链末端改性技术,能降低滚动阻力的SSBR加氢技术,能减少分子链自由末端、降低滚动阻力的锡锂引发剂制备技术以及三元集成橡胶SIBR的制备技术将成为未来开发的重点
    iBR:将继续保持第二大胶种的地位,但镍系聚丁二烯橡胶在轮胎消费中所占的比例会有所下降。
    在牌号上更注重充油、氯化、环氧化、羧基化等改性聚丁二烯橡胶的开发。
    稀土钕系聚丁二烯橡胶及低顺式聚丁二烯橡胶和中、高乙烯基聚丁二烯橡胶将在轮胎工业中引起更多关注。
    锂系聚丁二烯橡胶的重点是发展用于高抗冲聚苯乙烯(HIPS)改性的低顺式聚丁二烯橡胶LCBR、滚动阻力和抗湿滑性均衡的中乙烯基聚丁二烯橡胶(MVBR)和高乙烯基聚丁二烯橡胶(HVBR)以及适用于全天候轮胎胎面胶的分子链端基改性聚丁二烯橡胶。
    IIR:重点是发展提高气密性和相容性的卤化丁基橡胶并形成系列化产品。如提高硫化胶物理性能和耐候性的高粘度IIR、改善其加工性能的星型IIR。
    EPDM:乙丙橡胶传统的溶液聚合工艺将面临茂金属催化剂与气相聚合等新工艺技术的挑战。用于润滑油改性剂的低粘度系列牌号,通过离子化、接枝、卤化、环氧化和官能团化等化学改性制备的特殊牌号,采用1, 7-辛二烯作第三单体制备具有高无规度并有良好加工性能的中低门尼新牌号,将成为今后开发的热点。
    NBR丁腈橡胶将继续向高性能化发展。
    具有代表性的产品是高饱和度氢化丁腈橡胶(HNBR)、耐油性和耐寒性得到更好平衡的窄相对分子质量分布NBR、低含量非橡胶组分的NBR、液体端羟基NBR及羧基粉末NBR。
 

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