9 丁基橡胶
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A. 分子极性 a. 非极性橡胶；
B. 饱和性
C. 分子柔性 D. 聚集态
b. 基本属饱和橡胶；
c. 分子链柔性差； d. 结构紧密，结晶性 橡胶；
第八节 丁基橡胶
三、丁基橡胶的分类品种
1、通常按不饱和程度的大小分为五级，即：
不饱和度对丁基橡胶的性能有着直接影响
第八节 丁基橡胶
随不饱和程度的增加：
第八节 丁基橡胶
2、耐热性制品
第八节 丁基橡胶
3、绝缘性制品
SL-丁基电讯胶带
第八节 丁基橡胶
4、减震制品
第八节 丁基橡胶
5、耐腐蚀制品
钢衬橡胶防腐管道
第八节 丁基橡胶
6、其他制品
丁基防水密封胶带
第八节 丁基橡胶
• 丁基橡胶具有突出的气密性和耐热性，所以其最大用途是制造充 气轮胎的内胎和无内胎轮胎的气密层，其耗量约占丁基橡胶总耗 量的70％以上。 丁基橡胶的化学稳定性高，还用于制造水胎、风胎和胶囊。用丁 基橡胶制造轮胎外胎时，吸收震动好、行车平稳、无噪声，对路 面抓着力大，牵引与制动性能好。 丁基橡胶还可用于制造耐酸碱腐蚀制品及化工耐腐蚀容器衬里， 并极适宜制做各种电绝缘材料，高、中、低压电缆的绝缘层及包 皮胶。 此外，丁基橡胶还可用于制造各种耐热、耐水的密封垫片、蒸汽 软管和防震缓冲器材，此外还可以用于防水建材，道路填缝，蜡 添加剂和聚烯烃改性剂等。
Thanks!!!
第八节 丁基橡胶
⑵. 有极好的耐热、耐天候、耐臭氧老化
– 由丁基橡胶的不饱和程度极低，结构稳定性强和 非极性所决定。
• 经恰当配合的丁基硫化胶，在150～170℃下能较长时间 使用，耐热极限可达200℃。
第八节 丁基橡胶
⑶.耐油性差、耐化学药品好
– 由丁基橡胶的不饱和程度极低，结构稳定性强和非
极性所决定。
第八节 丁基橡胶
⑼. 自黏和互黏性极差
– 常需借助胶黏剂或中间层才能保证相互间的黏合， 但结合强力也不高；
第八节 丁基橡胶
⑽. 吃粉难
–
•
与炭黑等补强剂的湿润性及相互作用差，故不易 获得良好的补强效果。
最好对炭黑混炼胶进行热处理，以进一步改善对炭黑的 湿润性及补强性能；
第八节 丁基橡胶
⑾. 并用性能差
3. 1955年美国Goodrich公司首先对丁基橡胶进行改 性研究，开发成功溴化丁基橡胶。
丁基橡胶
4. 1965年加拿大Polysar公司又在此基础上进一步完 善工艺，于1971年实现了溴化丁基橡胶的
工业化生产。
5. 在此期间，美国Esso化学公司于1960年研制成
功并商品生产氯化丁基橡胶，又于1971年
高分子原材料
第八节 丁基橡胶
• 有关丁基橡胶的发展简介
丁基橡胶
1. 1937年由美国Standard oil公司的R.M．Thomas 和W．J．Sparks研究开发成功，1939年中间试 验装置生产，1943年工业化生产，称GR－I。
现代号为IIR。
2. 1944年加拿大Polysar公司采用美国技术建厂投产； 1959年后，法国、英国、美国、比利时、日本等国先 后建厂生产。
•
什么是丁基橡胶
– 合成单体及其简写 – 结构特点 – 分类品种
第八节 丁基橡胶
一、丁基橡胶
丁基橡胶，英文名称：IsopreneIsobutylene Rubber，简称IIR，是异丁烯
单体与少量异戊二烯共聚合而成。
第八节 丁基橡胶
二、丁基橡胶的结构特点
1、分子式
第八节 丁基橡胶
2、结构特点
第八节 丁基橡胶
⑸. 良好的耐寒性
–
•
丁基橡胶分子链的柔性虽差，但由于等同周期长， 低温下难于结晶，所以仍保持良好的耐寒性；
其玻璃化温度仅高于BR、EPR、IRR和NR，于-50℃低温 下仍能保持柔软性。
第八节 丁基橡胶
⑹.常温下弹性低，永久变形大，生热较高
– 丁基橡胶在交变应力下，因分子链内阻大，使振幅衰 减较快，所以吸收冲击或震动的效果良好，它在30～150℃温度范围内能保持良好的减震性。
•
•
•
tread 胎面 冠带层 cap ply
缓冲层breaker
Carcass ply胎体层
气密层 innerliner
Bead 胎圈 Apex 顶点 ply 层
•
Tire Applications
The tire is a high performance composite made of many rubber components reinforced by textile(纺织物) and/or steel cords(细绳). Butyl polymers are used in several of these components, including the innerliner(衬垫), non-staining(非染色)black sidewall, white sidewall(白胎侧), white sidewall cover-strip(覆盖条) and are being evaluated in tread (胎面 )compounds. Butyl polymers' barrier properties, high damping and resistance to ozone make them ideal for these applications.
四、IIR的性质及性能
1、性质
丁基橡胶为白色或灰白色半透明弹性体，密度 0.91~0.92g/cm3。
第八节 丁基橡胶
2、丁基橡胶的性能 ⑴. 气密性为橡胶之首
– 丁基橡胶因分子链柔性差，结构紧密，其气密性 为橡胶之首。
• 如在常温下丁基橡胶的透气系数约为天然橡胶的l/20、顺 丁橡胶的l/45、丁苯橡胶的1/8、乙丙橡胶的1/13、丁腈橡 胶的1/2。
1. 2. 3. 4. 硫化速度、硫化度 耐热性 耐臭氧性、耐化学药品 性 电绝缘性
随不饱和程度的增加：
1. 2. 3. 硫化速度加快，硫化度增加； 因硫化程度充分，耐热性提 高； 耐臭氧性、耐化学药品侵蚀 性下降；
5.
6.
黏着性、相容性
拉伸强度、扯断伸长率、 定伸应力、硬度
4.
5. 6.
电绝缘性下降；
• 丁基橡胶对除了强氧化性浓酸以外的酸、碱及氧化—还 原溶液均有极好的抗耐性，在醇、酮及酯类等极性溶剂 中溶胀很小。
第八节 丁基橡胶
⑷. 较好电绝缘性和耐电晕性
– 由于丁基橡胶典型的非极性和吸水性小的特点， 使其电绝缘性和耐电晕性均比一般合成橡胶好；
• 其介电常数只有2.1，而体积电阻可达l016Ω•cm以上，比 一般橡胶高10～100倍。
第八节 丁基橡胶
⑺. 具有自补强性
– 丁基橡胶纯胶硫化胶有较高的拉伸强度和扯断伸 长率，这是由于丁基橡胶在拉伸状态下具有结晶 性所决定的。 – 这意味着不加炭黑补强的丁基硫化胶已具有较好 的强度，故可用来制造浅色制品。
第八节 丁基橡胶
⑻wenku.baidu.com硫化速度很慢
– 不饱和程度低，硫化速度很慢；
–
需要采用超促进剂和高温、长时间才能硫化；
– 与天然橡胶和其他合成橡胶（三元乙丙橡胶除外） 的相容性差，其共硫化性差，难与其他不饱和橡 胶并用。
第八节 丁基橡胶
⑿. 卤化改性
卤化丁基橡胶主要利用烯丙基氯及双键活性点进行硫 为克服丁基橡胶硫化速度慢、黏着性差、与其他 化。丁基橡胶的各种硫化系统均适于卤化丁基橡胶，但卤 橡胶难于并用的缺点，在丁基橡胶分子结构中引入卤 化丁基橡胶的硫化速度较快。 素原子来进行改性，即卤化（通常为氯化或溴化）丁 基橡胶。其分子结构式为： 此外，卤化丁基橡胶还可用硫化氯丁橡胶的金属氧
化物如氧化锌3～5份硫化，但硫化较慢。
• 丁基橡胶的应用
第八节 丁基橡胶
五、丁基橡胶的应用
– 1、气密性制品
– 2、耐热性制品
– 3、绝缘性制品 – 4、减震制品
– 5、耐腐蚀制品
– 6、其他制品
第八节 丁基橡胶
1、气密性制品
第八节 丁基橡胶
1、气密性制品
Pharmaceutical Butyl Rubber Stoppers
黏着性和相容性好转； 拉伸强度和扯断伸长率逐渐 下降，定伸应力和硬度不断 提高。
第八节 丁基橡胶
2、依据门尼黏度和所用防老剂的污染性
– – 门尼黏度值增大，相对分子质量亦大，硫化胶的 拉伸强度提高，压缩变形减小，低温复原性更好； 工艺性能恶化，使压延、压出困难。
• 丁基橡胶性能
第八节 丁基橡胶
在英国建厂工业生产。 6. 1979年加拿大Polysar公司也同时生产氯化丁基橡胶。
丁基橡胶
7. 前苏联1965年后，也采用干法溴化方法生产溴化丁基 橡胶。 8. 我国于1966年开始对丁基橡胶的研究，并先后进行过 以烃类溶剂合成和淤浆法合成丁基橡胶的中间试验。
9. 目前全世界有9套丁基橡胶生产装置， 总生产能力（包括卤化丁基橡胶）1991 年已达75万吨。
B. 饱和性
C. 分子柔性 D. 聚集态
b. 基本属饱和橡胶；
c. 分子链柔性差； d. 结构紧密，结晶性 橡胶；
第八节 丁基橡胶
三、丁基橡胶的分类品种
1、通常按不饱和程度的大小分为五级，即：
不饱和度对丁基橡胶的性能有着直接影响
第八节 丁基橡胶
随不饱和程度的增加：
第八节 丁基橡胶
2、耐热性制品
第八节 丁基橡胶
3、绝缘性制品
SL-丁基电讯胶带
第八节 丁基橡胶
4、减震制品
第八节 丁基橡胶
5、耐腐蚀制品
钢衬橡胶防腐管道
第八节 丁基橡胶
6、其他制品
丁基防水密封胶带
第八节 丁基橡胶
• 丁基橡胶具有突出的气密性和耐热性，所以其最大用途是制造充 气轮胎的内胎和无内胎轮胎的气密层，其耗量约占丁基橡胶总耗 量的70％以上。 丁基橡胶的化学稳定性高，还用于制造水胎、风胎和胶囊。用丁 基橡胶制造轮胎外胎时，吸收震动好、行车平稳、无噪声，对路 面抓着力大，牵引与制动性能好。 丁基橡胶还可用于制造耐酸碱腐蚀制品及化工耐腐蚀容器衬里， 并极适宜制做各种电绝缘材料，高、中、低压电缆的绝缘层及包 皮胶。 此外，丁基橡胶还可用于制造各种耐热、耐水的密封垫片、蒸汽 软管和防震缓冲器材，此外还可以用于防水建材，道路填缝，蜡 添加剂和聚烯烃改性剂等。
Thanks!!!
第八节 丁基橡胶
⑵. 有极好的耐热、耐天候、耐臭氧老化
– 由丁基橡胶的不饱和程度极低，结构稳定性强和 非极性所决定。
• 经恰当配合的丁基硫化胶，在150～170℃下能较长时间 使用，耐热极限可达200℃。
第八节 丁基橡胶
⑶.耐油性差、耐化学药品好
– 由丁基橡胶的不饱和程度极低，结构稳定性强和非
极性所决定。
第八节 丁基橡胶
⑼. 自黏和互黏性极差
– 常需借助胶黏剂或中间层才能保证相互间的黏合， 但结合强力也不高；
第八节 丁基橡胶
⑽. 吃粉难
–
•
与炭黑等补强剂的湿润性及相互作用差，故不易 获得良好的补强效果。
最好对炭黑混炼胶进行热处理，以进一步改善对炭黑的 湿润性及补强性能；
第八节 丁基橡胶
⑾. 并用性能差
3. 1955年美国Goodrich公司首先对丁基橡胶进行改 性研究，开发成功溴化丁基橡胶。
丁基橡胶
4. 1965年加拿大Polysar公司又在此基础上进一步完 善工艺，于1971年实现了溴化丁基橡胶的
工业化生产。
5. 在此期间，美国Esso化学公司于1960年研制成
功并商品生产氯化丁基橡胶，又于1971年
高分子原材料
第八节 丁基橡胶
• 有关丁基橡胶的发展简介
丁基橡胶
1. 1937年由美国Standard oil公司的R.M．Thomas 和W．J．Sparks研究开发成功，1939年中间试 验装置生产，1943年工业化生产，称GR－I。
现代号为IIR。
2. 1944年加拿大Polysar公司采用美国技术建厂投产； 1959年后，法国、英国、美国、比利时、日本等国先 后建厂生产。
•
什么是丁基橡胶
– 合成单体及其简写 – 结构特点 – 分类品种
第八节 丁基橡胶
一、丁基橡胶
丁基橡胶，英文名称：IsopreneIsobutylene Rubber，简称IIR，是异丁烯
单体与少量异戊二烯共聚合而成。
第八节 丁基橡胶
二、丁基橡胶的结构特点
1、分子式
第八节 丁基橡胶
2、结构特点
第八节 丁基橡胶
⑸. 良好的耐寒性
–
•
丁基橡胶分子链的柔性虽差，但由于等同周期长， 低温下难于结晶，所以仍保持良好的耐寒性；
其玻璃化温度仅高于BR、EPR、IRR和NR，于-50℃低温 下仍能保持柔软性。
第八节 丁基橡胶
⑹.常温下弹性低，永久变形大，生热较高
– 丁基橡胶在交变应力下，因分子链内阻大，使振幅衰 减较快，所以吸收冲击或震动的效果良好，它在30～150℃温度范围内能保持良好的减震性。
•
•
•
tread 胎面 冠带层 cap ply
缓冲层breaker
Carcass ply胎体层
气密层 innerliner
Bead 胎圈 Apex 顶点 ply 层
•
Tire Applications
The tire is a high performance composite made of many rubber components reinforced by textile(纺织物) and/or steel cords(细绳). Butyl polymers are used in several of these components, including the innerliner(衬垫), non-staining(非染色)black sidewall, white sidewall(白胎侧), white sidewall cover-strip(覆盖条) and are being evaluated in tread (胎面 )compounds. Butyl polymers' barrier properties, high damping and resistance to ozone make them ideal for these applications.
四、IIR的性质及性能
1、性质
丁基橡胶为白色或灰白色半透明弹性体，密度 0.91~0.92g/cm3。
第八节 丁基橡胶
2、丁基橡胶的性能 ⑴. 气密性为橡胶之首
– 丁基橡胶因分子链柔性差，结构紧密，其气密性 为橡胶之首。
• 如在常温下丁基橡胶的透气系数约为天然橡胶的l/20、顺 丁橡胶的l/45、丁苯橡胶的1/8、乙丙橡胶的1/13、丁腈橡 胶的1/2。
1. 2. 3. 4. 硫化速度、硫化度 耐热性 耐臭氧性、耐化学药品 性 电绝缘性
随不饱和程度的增加：
1. 2. 3. 硫化速度加快，硫化度增加； 因硫化程度充分，耐热性提 高； 耐臭氧性、耐化学药品侵蚀 性下降；
5.
6.
黏着性、相容性
拉伸强度、扯断伸长率、 定伸应力、硬度
4.
5. 6.
电绝缘性下降；
• 丁基橡胶对除了强氧化性浓酸以外的酸、碱及氧化—还 原溶液均有极好的抗耐性，在醇、酮及酯类等极性溶剂 中溶胀很小。
第八节 丁基橡胶
⑷. 较好电绝缘性和耐电晕性
– 由于丁基橡胶典型的非极性和吸水性小的特点， 使其电绝缘性和耐电晕性均比一般合成橡胶好；
• 其介电常数只有2.1，而体积电阻可达l016Ω•cm以上，比 一般橡胶高10～100倍。
第八节 丁基橡胶
⑺. 具有自补强性
– 丁基橡胶纯胶硫化胶有较高的拉伸强度和扯断伸 长率，这是由于丁基橡胶在拉伸状态下具有结晶 性所决定的。 – 这意味着不加炭黑补强的丁基硫化胶已具有较好 的强度，故可用来制造浅色制品。
第八节 丁基橡胶
⑻wenku.baidu.com硫化速度很慢
– 不饱和程度低，硫化速度很慢；
–
需要采用超促进剂和高温、长时间才能硫化；
– 与天然橡胶和其他合成橡胶（三元乙丙橡胶除外） 的相容性差，其共硫化性差，难与其他不饱和橡 胶并用。
第八节 丁基橡胶
⑿. 卤化改性
卤化丁基橡胶主要利用烯丙基氯及双键活性点进行硫 为克服丁基橡胶硫化速度慢、黏着性差、与其他 化。丁基橡胶的各种硫化系统均适于卤化丁基橡胶，但卤 橡胶难于并用的缺点，在丁基橡胶分子结构中引入卤 化丁基橡胶的硫化速度较快。 素原子来进行改性，即卤化（通常为氯化或溴化）丁 基橡胶。其分子结构式为： 此外，卤化丁基橡胶还可用硫化氯丁橡胶的金属氧
化物如氧化锌3～5份硫化，但硫化较慢。
• 丁基橡胶的应用
第八节 丁基橡胶
五、丁基橡胶的应用
– 1、气密性制品
– 2、耐热性制品
– 3、绝缘性制品 – 4、减震制品
– 5、耐腐蚀制品
– 6、其他制品
第八节 丁基橡胶
1、气密性制品
第八节 丁基橡胶
1、气密性制品
Pharmaceutical Butyl Rubber Stoppers
黏着性和相容性好转； 拉伸强度和扯断伸长率逐渐 下降，定伸应力和硬度不断 提高。
第八节 丁基橡胶
2、依据门尼黏度和所用防老剂的污染性
– – 门尼黏度值增大，相对分子质量亦大，硫化胶的 拉伸强度提高，压缩变形减小，低温复原性更好； 工艺性能恶化，使压延、压出困难。
• 丁基橡胶性能
第八节 丁基橡胶
在英国建厂工业生产。 6. 1979年加拿大Polysar公司也同时生产氯化丁基橡胶。
丁基橡胶
7. 前苏联1965年后，也采用干法溴化方法生产溴化丁基 橡胶。 8. 我国于1966年开始对丁基橡胶的研究，并先后进行过 以烃类溶剂合成和淤浆法合成丁基橡胶的中间试验。
9. 目前全世界有9套丁基橡胶生产装置， 总生产能力（包括卤化丁基橡胶）1991 年已达75万吨。