丁基橡胶综述
丁基橡胶
丁基橡胶是合成橡胶的一种,由异丁烯和少量异戊二烯合成。制成品不易漏气,一般用来制造轮胎。丁基橡 胶是异丁烯和异戊二烯的共聚物,它在1943年投入工业生产。
丁基橡胶丁基橡胶,简称IIR,是Isobutylene Isoprene Rubber的缩写。具有良好的化学稳定性和热稳定 性,最突出的是气密性和水密性。它对空气的透过率仅为天然橡胶的1/7,丁苯橡胶的1/5,而对蒸汽的透过率则 为天然橡胶的1/200,丁苯橡胶的1/140。因此主要用于制造各种内胎、蒸汽管、水胎、水坝底层以及垫圈等各种 橡胶制品。
测定实验
实验试样及 仪器
实验方法与 结果
1.试样: 选择了国内有代表性的十三家胶塞生产企业生产的140个批号的卤代丁基胶塞产品,规格有20A,20B的抗生 素胶塞及28B的输液胶塞。 2.仪器设备:①电子天平②马弗炉③干燥器
1.实验条件选择 ●温度选择: 由于温度高低对胶塞残渣结果影响较大,故实验选择二种条件进行。 实验条件一:温度为800℃,参照中华人民共和国药典2000年版炽灼残渣检查法进行,实验中,不加硫酸。 实验条件二:温度为950℃,参照ISO247-1990胶塞灰份测定法进行,实验中,加硫酸。 ●测定方法: 方法一:参照ISO247-1990胶塞灰份测定法进行 精密称定胶塞产品1~5克,置已恒重坩埚中,加3.5ml硫酸,使其全部浸润,加热。如果反应中,混合物过 度膨胀,调低温度以避免样品损失。当反应温和后,升温至过量的硫酸全部挥发,将坩埚转移到马弗炉中,在 950℃±25℃条件下,持续加热1小时至灰化完全,取出坩埚转移至干燥器内,放冷至室温,精密称定后,再将其 放回马弗炉中,在950℃±25℃条件下,加热30分钟,然后置干燥器中,放冷至室温,精密称定,二次质量之差 不大于总质量的1%。
丁基橡胶
丁基橡胶丁基橡胶是合成橡胶的一种,由异丁烯和少量异戊二烯合成。
制成品不易漏气,一般用来制造汽车、飞机轮子的内胎。
丁基橡胶是异丁烯和异戊二烯的共聚物,它在1943年投入工业生产。
丁基橡胶英文:butyl rubber丁基橡胶的最大优点:气密性好。
它还能耐热、耐臭氧、耐老化、耐化学药品,并有吸震、电绝缘性能。
缺点:硫化慢,加工性能较差。
主要用途:制作各种轮胎的内胎、无内胎轮胎的气密层、各种密封垫圈,在化学工业中作盛放腐蚀性液体容器的衬里、管道和输送带,农业上用作防水材料。
2005年,我国丁基橡胶消费量近15万吨,国产丁基橡胶不足3万吨,80%依靠进口,从1999年至2004年,进口量年均增长率达26.9%。
由于,国际石油市场价格不断上升,丁基橡胶价格也不断攀升。
近几年来丁基橡胶的价格由15000元/T左右,上升呈现在的32000元/T以上。
而丁基橡胶制品的价格虽然有所上升,但整体算价格上升幅度不超过30%,远远赶不上丁基橡胶价格成倍的上升。
所以很多使用丁基橡胶的企业把目光转向了丁基橡胶的最佳替代产品――丁基再生橡胶。
丁基再生橡胶除了类似原聚合物的性能之外,还具有某些特殊的配合优点,如改善尺寸稳定性,升热性较低,减少焦烧。
气密性同原丁基橡胶一样,比其它合成橡胶更好地保留原生胶的各种性能,所以丁基再生胶的经营良好,是制造轮胎内胎最佳选择材料。
丁基橡胶中含有少量的异戊二烯,故其不饱和度较低,其硫化胶耐老化性能非常优良,这说明其很耐氧化,经试验也证明,废硫化丁基橡胶再生时,氧起的作用很小,所以再生脱硫比天然橡胶困难。
目前国内丁基再生胶的生产工艺有六七种之多,主要有蒸煮法、炒制法、挤出法、微波法、辐射法、高温连续催化法、化学机械法等,但无论采用何种方法,目的是采用最经济、最科学的方法把废丁基橡胶由网状结构变成线型结构。
随着我国轮胎工业快速发展,丁基橡胶消费量快速上升,特别是子午线轮胎的快速发展,加上国家《医用瓶塞丁基化》标准出台,国家提出轮胎内胎丁基化,国内外市场对丁基橡胶的强劲需求,促进了丁基再生胶的发展。
丁基橡胶的用途
丁基橡胶的用途一、丁基橡胶的概述丁基橡胶,是以丁二烯为主要单体聚合而成的一种合成橡胶。
由于其良好的物理性能和化学稳定性,丁基橡胶在众多领域都有广泛的应用。
二、丁基橡胶在汽车工业中的应用1.轮胎制造:丁基橡胶具有优异的耐磨性和耐高温性能,被广泛地用于汽车轮胎的制造。
丁基橡胶可以提供轮胎的耐久性和抓地力,使汽车在各种路面上行驶更加稳定和安全。
2.密封件和挡风玻璃胶条:丁基橡胶的耐候性好,不受紫外线和氧气的影响,因此被广泛应用于汽车的密封件和挡风玻璃胶条的制造。
它可以有效防止水、空气和噪音的渗透,提供车内的密封性和舒适性。
三、丁基橡胶在建筑工业中的应用1.防水材料:丁基橡胶因其优异的耐候性和耐腐蚀性,常被用作建筑物的防水材料。
丁基橡胶具有良好的柔韧性和粘附性,可以有效地防止水的渗透,保护建筑物的结构和设备。
2.保温材料:丁基橡胶具有较低的导热系数,可用于建筑物的保温材料制造。
丁基橡胶制成的保温材料可以减少能量的传导和散失,提高建筑物的保温效果,节约能源。
四、丁基橡胶在电气工业中的应用1.电缆绝缘材料:丁基橡胶的优良绝缘性能和耐高温性能,使其成为电缆绝缘材料的重要选择。
丁基橡胶可以有效地阻止电流的泄漏和损失,保护电缆的安全运行。
2.导电胶带:丁基橡胶可以添加导电剂,制成导电胶带。
导电胶带广泛应用于电子元件和线路的连接,具有良好的导电性能和接地效果。
五、丁基橡胶在医疗领域中的应用1.医疗手套和医用器械:丁基橡胶因其良好的耐化学性和生物相容性,被广泛用于医用手套和医用器械的制造。
丁基橡胶制成的医疗用品可以有效地预防疾病传播和感染,保障医务人员和病患的安全。
2.人工心脏活瓣:丁基橡胶具有良好的弹性和耐久性,常被用作人工心脏活瓣的材料。
丁基橡胶活瓣具有易操作、无需长期抗凝等优点,可有效延长患者的生命。
六、丁基橡胶在其他领域的应用1.塑料改性剂:丁基橡胶可以作为塑料的改性剂,用于提高塑料的柔韧性、耐久性和耐候性。
丁基橡胶与低钙镁橡胶
丁基橡胶与低钙镁橡胶丁基橡胶和低钙镁橡胶是两种重要的橡胶材料,它们在工业和日常生活中发挥着重要的作用。
本文将对丁基橡胶和低钙镁橡胶进行介绍和比较。
一、丁基橡胶丁基橡胶是一种合成橡胶,具有优异的物理性质和化学稳定性。
它由丁二烯单体聚合而成,具有高弹性、耐磨损、耐油性和耐候性等特点。
丁基橡胶常用于汽车轮胎、密封件、胶管等制品中,广泛应用于汽车、机械、建筑等领域。
丁基橡胶的主要特点是具有良好的耐化学性能,能够在酸、碱、盐等各种介质中保持稳定。
它还具有较高的耐热性能,能够在高温下保持良好的弹性和物理性能。
此外,丁基橡胶还具有良好的电绝缘性能和防水性能,能够在潮湿环境中长时间工作。
二、低钙镁橡胶低钙镁橡胶是一种新型橡胶材料,它是以镁盐为催化剂,将丁二烯和异戊二烯等单体聚合而成。
与传统的丁基橡胶相比,低钙镁橡胶具有更低的钙含量,因此在一些特殊应用领域有着更好的性能。
低钙镁橡胶具有较高的拉伸强度、耐磨损性和耐油性,适用于高负荷和高摩擦环境下的应用。
它还具有较好的耐候性和耐老化性能,能够在恶劣的环境条件下长时间使用。
低钙镁橡胶广泛应用于汽车零部件、工业密封件、建筑防水材料等领域。
1. 物理性能:丁基橡胶和低钙镁橡胶在物理性能上有所差异。
丁基橡胶具有较高的弹性和韧性,而低钙镁橡胶具有较高的拉伸强度和硬度。
2. 化学稳定性:丁基橡胶和低钙镁橡胶都具有良好的化学稳定性,能够在各种化学介质中保持稳定。
然而,丁基橡胶在一些特殊介质中的耐化学性能更好。
3. 耐热性能:丁基橡胶的耐热性能较好,能够在较高温度下工作。
而低钙镁橡胶的耐热性能相对较低,适用于低温环境下的应用。
4. 应用领域:丁基橡胶广泛应用于汽车、机械、建筑等领域,而低钙镁橡胶主要应用于汽车零部件、工业密封件等领域。
丁基橡胶和低钙镁橡胶都是重要的橡胶材料,它们在不同领域具有各自的优势和应用。
在选择橡胶材料时,需要根据具体的要求和环境条件进行综合考虑,以确保材料的性能和可靠性。
丁基橡胶
1--漏斗;2--浓引发剂溶液槽;3、7--分离器;4--贮槽;5--泵;6--冷却器; 8--过滤器;9--.不合格溶液贮槽
(2)聚合
丁基橡胶的聚合反应器是一种热交换器型的强制 循环多管式聚合反应器,如右图所示。在中 心部分有上升流体流动的铜管,而在其周围 有小口径列管供下降流体用。液化乙烯从下 部通入夹套并在其内部蒸发达到冷却目的, 以保持聚合温度在-100℃左右。聚合时,将 异丁烯和异戊二烯溶于三倍体积的一氯甲烷 中,从反应器底部通入。同时从底部的另一 管道通入配制好的三氯化铝的一氯甲烷溶液 。三氯化铝含量约为单体含量的0.02%,共 聚物从反应器的上部出料口溢出,而大部分 一氯甲烷则同时从周围的小口径列管回流至 反应器的底部循环使用。
为了防止反应器内发生聚合物的沉淀与挂胶,一 般要求於浆在反应器内有2~5m/s的流速。因 此,强有力的搅拌器是这一聚合体系必不可 少的。
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(3)分离后处理
丁基橡胶的分离是从溶液於浆到水於浆经过一次凝聚后进行脱水 干燥的过程,如下图所示。
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闪蒸塔内装有立式和斜向搅拌器,搅拌速度适中,以控 制胶粒大小。聚合物的於浆液被喷到闪蒸塔的热水中,变 成颗粒而分散,溶剂与未反应单体被蒸发出来。闪蒸时的 工艺条件为:温度65~75℃,操作压力140~150kPa,胶 液与热水体积比为1:(8~10),pH约为7~9。为了防止 橡胶粒子互相粘结和老化,可加入橡胶量1%的金属硬脂 酸盐和0.2%左右的防老剂。
丁基橡胶理化性质与质量指标
丁基橡胶理化性质与质量指标丁基橡胶(也称为聚异戊二烯橡胶)是一种高弹性、耐磨损、耐油性和耐热性的合成橡胶。
它是由丁二烯单体通过聚合而成,丁基橡胶的理化性质和质量指标对于其在各种应用领域具有重要意义。
1.物理性质丁基橡胶是一种无色或微黄色的橡胶,具有很高的伸长性和弹性,并且能够回复到初始状态。
其拉伸强度和耐磨损性能优于许多其他橡胶。
丁基橡胶在低温下仍然保持其弹性,并且在高温下可以保持较好的机械性能。
2.化学性质丁基橡胶在一般温度下具有良好的耐化学品性能,对酸、碱、酯类、醇类和醚类化学品具有较好的稳定性。
它的耐臭氧和耐氧性能也很好,可以在户外使用而不易老化。
然而,丁基橡胶对于一些溶剂和氧化剂则显示出较差的耐受性。
3.热性能丁基橡胶具有良好的耐高温性能,可以在-50℃到150℃之间工作。
它在高温下保持其弹性,并且不会软化或流动。
这使得丁基橡胶在许多工业和汽车应用领域具有广泛的应用。
4.质量指标(1)密度:丁基橡胶的密度通常为0.97-0.98 g/cm³。
(2)拉伸强度:丁基橡胶的拉伸强度通常在10-20MPa之间。
具体数值取决于具体的配方和制造工艺。
(3)伸长率:丁基橡胶的伸长率通常在200-600%之间,这意味着它可以在拉伸时延展2-6倍的长度。
(4)断裂强度:丁基橡胶的断裂强度通常在10-20MPa之间。
断裂强度指材料的抗拉强度达到最大值时的拉伸应力。
(5)硬度:丁基橡胶的硬度通常在50-80硬度单位之间。
硬度指材料的抗压性能,通常用shoreA硬度进行测量。
(6)耐磨损性能:丁基橡胶是一种耐磨橡胶,具有较好的耐磨损性能,适用于各种耐磨应用。
(7)油性能:丁基橡胶具有良好的耐油性能,可以在接触各种润滑油和燃油的环境中使用。
总结:丁基橡胶具有卓越的物理性质、化学性质和热性能,适用于各种应用领域。
其质量指标包括密度、拉伸强度、伸长率、断裂强度、硬度、耐磨损性能和耐油性能等,这些指标可以用来评估丁基橡胶的质量和适用性。
丁基橡胶理化性质与质量指标
丁基橡胶理化性质与质量指标1.1 丁基橡胶的基本概况中文名:丁基橡胶;英文名称:butyl rubber;简称IIR;CAS编号:9010-85-9。
丁基橡胶是异丁烯和少量异戊二烯的共聚物,它在1943年投入工业生产,是世界上第四大合成橡胶胶种。
丁基橡胶的最大特点是气密性好。
它还能耐热、耐臭氧、耐老化、耐化学药品,并有吸震、电绝缘性能。
缺点是硫化慢,加工性能较差。
它的主要用途是制作各种轮胎的内胎、无内胎轮胎的气密层、各种密封垫圈,在化学工业中作盛放腐蚀性液体容器的衬里、管道和输送带,农业上用作防水材料。
另外丁基橡胶卤化改性后的产品卤化丁基橡胶(HIIR)不仅保持了丁基橡胶原有的优良性能,还进一步改进了丁基橡胶的某些缺点,加快了硫化速度,增进了与其他橡胶的相容性,提高了自粘性和互粘性等。
1.2 丁基橡胶基本理化性质丁基橡胶外观白色至淡灰色,无臭无味,密度为0.91,不溶于乙醇和乙醚。
具有良好的化学稳定性和热稳定性,最突出的是气密性和水密性。
它对空气的透过率仅为天然橡胶的1/7,丁苯橡胶的1/5,而对蒸汽的透过率则为天然橡胶的1/200,丁苯橡胶的1/140。
因此主要用于制造各种内胎、蒸汽管、水胎、水坝底层以及垫圈等各种橡胶制品。
表1.1 丁基橡胶基本理化性质项目内容外观白色至淡灰色气味无臭无味密度0.91溶解性不溶于乙醇和乙醚用于制造汽车内胎、无内胎轮胎、气球、电缆绝缘层、蒸汽管、主要用途水胎、贮槽衬里、水坝底层及垫圈等各种橡胶制品1.3 丁基橡胶的包装、运输及贮存及其他等包装:丁基橡胶产品均为块状胶,胶块先用高压聚乙烯薄膜热合封装后放入木箱进行贮存和运输。
胶块净重量为(25± 0.2)kg;每箱胶净重量为1050kg。
运输:应防止日光照射和雨水淋泡,避免损坏包装和侵入杂物。
注意防止冷流变形。
贮存:丁基橡胶应存放在通风、清洁、干燥的仓库中,严禁露天堆放和阳光直接照射。
还应成行堆放,保持一定行距,注意防止冷流变形。
丁基橡胶化学结构
丁基橡胶化学结构丁基橡胶(也称为聚异戊二烯)是一种重要的合成橡胶,用于制造各种橡胶制品。
它由聚合物链,双键和侧基组成。
本文将详细介绍丁基橡胶的化学结构。
丁基橡胶的聚合物链是由异戊二烯单体的重复单元组成。
异戊二烯分子式为C5H8,结构中含有两个双键碳原子和两个侧基。
在聚合反应中,多个异戊二烯分子通过添加聚合作用连接形成长链聚合物。
丁基橡胶的聚合物链通常由几千个异戊二烯单体组成。
丁基橡胶的化学结构中的双键非常重要,它们使得橡胶具有高弹性和可塑性。
双键碳原子的存在使得丁基橡胶聚合物链中的碳原子具有共轭结构。
共轭结构可以通过π电子的共享来增加聚合物链的稳定性。
共轭双键还使得丁基橡胶在外部应力下可以发生共振结构的变化,从而产生高度变形能力。
这使得丁基橡胶成为一种理想的弹性材料。
丁基橡胶的侧基也对其化学结构和性能起到重要作用。
侧基是通过异戊二烯中的一个碳原子连接到聚合物链的碳原子。
在丁基橡胶中,侧基通常是甲基或异丁基。
侧基的存在会影响橡胶的物理和化学性质。
例如,异丁基侧基可以通过增加链的支链度来改善橡胶的弹性和耐磨性。
丁基橡胶中的侧基还可以通过一些化学反应进行修饰,以改变橡胶的性能。
除了聚合物链,双键和侧基之外,丁基橡胶还可以通过引入其他化学团来进行修改和功能化。
例如,可以通过接枝或共聚反应将其他单体引入到丁基橡胶的聚合物链中,以获得改良的性能。
这些化学团可以使橡胶具有良好的附着性、耐化学品性和热稳定性。
总的来说,丁基橡胶的化学结构包括聚合物链、双键、侧基和可能的其他化学团。
这些结构使得丁基橡胶具有出色的弹性、可塑性和耐磨性。
丁基橡胶的化学结构可以通过改变聚合物链长度、双键的共焦结构、侧基的类型和引入其他化学团来修改和功能化。
这些改变和修改可以使丁基橡胶适应不同的应用领域,并满足各种要求。
丁基橡胶理化性质与质量指标
丁基橡胶理化性质与质量指标丁基橡胶,也被称为聚异戊二烯(Polyisoprene),是一种弹性体,具有良好的物理和化学性质,广泛用于橡胶制品、胶粘剂等领域。
下面将介绍丁基橡胶的理化性质和质量指标。
一、理化性质:1. 密度:丁基橡胶的密度为0.92-0.93 g/cm³,较低,因此比同体积的其他橡胶轻。
2. 硬度:丁基橡胶的硬度通常为50-60 Shore A,硬度较低,具有较好的弹性和柔软性。
3.拉伸强度:丁基橡胶具有较高的拉伸强度,通常在15-25MPa之间,能够保证橡胶制品在使用时的稳定性和耐久性。
4.伸长率:丁基橡胶的伸长率较高,通常在400%-700%之间,具有良好的延展性能。
5.热性能:丁基橡胶在常温下具有良好的耐热性,可承受高达100℃的温度;但在高温下容易发生氧化分解,硫化温度约为150℃。
此外,丁基橡胶还具有良好的抗冷性,可耐受低至-40℃的低温。
6.耐化学性:丁基橡胶具有良好的耐酸、碱和溶剂的性能,能够在酸碱介质中保持稳定。
二、质量指标:1.固含量:丁基橡胶的固含量是指在一定条件下橡胶中固态部分所占的百分比。
一般要求固含量大于90%,过低的固含量会影响橡胶制品的物理性能。
2. Mooney粘度:丁基橡胶的Mooney粘度是指在一定温度下,通过旋转快速剪切变形后,用光学方法测量得到的橡胶的粘度。
Mooney粘度反映了橡胶分子链的交联程度和粘度,一般要求Mooney粘度在40-70之间。
3.重量平均相对分子质量(Mw):重量平均相对分子质量是指丁基橡胶分子链上所有单体的相对分子质量加权平均值。
Mw的大小反映了橡胶分子链的长度,一般要求Mw在100,000-1,000,000之间。
4.耐热氧化性:耐热氧化性是指丁基橡胶在高温条件下抗氧化性能的好坏。
一般要求丁基橡胶具有较好的耐热氧化性,能够在高温下长时间稳定使用。
5.纯度:纯度是指丁基橡胶中无杂质的程度。
杂质的存在可能会影响到丁基橡胶的性能和加工工艺。
丁基橡胶与卤化丁基橡胶的结构_性能及发展状况
丁基橡胶与卤化丁基橡胶的结构_性能及发展状况丁基橡胶(Polybutadiene Rubber,简称BR)和卤化丁基橡胶(Chlorobutyl Rubber,简称CIIR)是两种具有不同化学结构和性能的橡胶材料。
以下将分别对丁基橡胶和卤化丁基橡胶的结构、性能以及发展状况进行详细介绍。
丁基橡胶是一种由1,3-丁二烯通过聚合反应制得的合成弹性体。
其结构由丁二烯的聚合引发自由基形成线性链状分子组成。
丁基橡胶具有优秀的弹性和耐磨性,但在低温下表现较差。
丁基橡胶耐热性较好,能够在高温下保持较好的物理性能。
此外,丁基橡胶具有较好的电绝缘性能和抗氧化性能。
卤化丁基橡胶是在丁基橡胶的基础上经过氯化处理得到的一种高氯含量的橡胶材料。
氯化可以改变橡胶的结构,使其具备更好的气密性和耐化学品性能。
CIIR具有丁基橡胶的弹性和耐磨性,同时具有氯化后的优异性能。
CIIR具有优异的气密性、耐油性、耐化学品性能和抗氧化性能。
同时,CIIR与其他橡胶具有较好的粘合性能,可与氯丁橡胶(CR)、丁腈橡胶(NBR)等配合使用,使得其在橡胶制品中有广泛应用。
丁基橡胶和卤化丁基橡胶的发展状况如下:丁基橡胶的发展主要集中在改性和应用方面。
通过控制聚合反应条件和添加引发剂、抑制剂等改善丁基橡胶的性能,提高其在不同领域的应用。
例如,通过引入交联剂可以增加丁基橡胶的耐磨性和抗老化性能;通过改变聚合温度和聚合时间可以改善丁基橡胶的低温性能。
此外,丁基橡胶广泛应用于轮胎、汽车密封件、橡胶管、橡胶制品等领域。
卤化丁基橡胶的发展主要是提高氯化反应的选择性和氯化度。
目前,氯化反应已较为成熟,可以实现较高的氯化度。
然而,氯化反应还存在一定的技术难题,如氯化度不均匀、氯化时间长等问题。
因此,提高氯化反应的选择性和氯化度仍然是卤化丁基橡胶的发展方向。
卤化丁基橡胶广泛应用于制药、食品、化工等领域,因其优异的气密性和耐化学品性能而得到广泛应用。
综上所述,丁基橡胶和卤化丁基橡胶具有不同的结构和性能,各自在不同领域有广泛应用。
丁基橡胶种类
丁基橡胶种类丁基橡胶种类引言丁基橡胶是一种重要的合成橡胶,具有优异的耐热性、耐寒性和化学稳定性。
它广泛应用于汽车轮胎、密封件、输送带等领域。
本文将介绍丁基橡胶的种类及其特点。
一、丁基橡胶的分类1. 普通丁基橡胶(BR)普通丁基橡胶是最早被开发出来的丁基橡胶,它由1,3-丁二烯单体聚合而成,具有良好的弹性和机械强度,但耐热性较差。
普通丁基橡胶主要用于制造轮胎花纹层、鞋底等。
2. 高反弹丁基橡胶(HRBR)高反弹丁基橡胶是在普通丁基橡胶中加入特殊添加剂后得到的一种改性产品,具有更好的回弹性和抗裂性能。
高反弹丁基橡胶主要用于制造高档运动鞋、球类运动器材等。
3. 粘着剂用丁基橡胶(BR)粘着剂用丁基橡胶是一种具有高黏度和良好粘附性的丁基橡胶,主要用于制造各种胶水、胶带等粘合材料。
4. 低温丁基橡胶(NBR)低温丁基橡胶是在普通丁基橡胶中加入低温增塑剂后得到的一种改性产品,具有更好的耐寒性能。
低温丁基橡胶主要用于制造耐寒密封件、防冻液管等。
5. 高耐热丁基橡胶(HNBR)高耐热丁基橡胶是在普通丁基橡胶中加入特殊添加剂后得到的一种改性产品,具有更好的耐热性和化学稳定性。
高耐热丁基橡胶主要用于制造汽车雨刷、油封等高温密封件。
6. 氢化丁基橡胶(HXNBR)氢化丁基橡胶是在普通丁基橡胶中加入氢化剂后得到的一种改性产品,具有更好的耐热性、耐油性和耐化学腐蚀性。
氢化丁基橡胶主要用于制造汽车密封件、油封等高端产品。
二、丁基橡胶的特点1. 良好的耐热性丁基橡胶具有良好的耐热性,可以在高温环境下长期使用而不发生硬化和龟裂。
2. 良好的耐寒性低温丁基橡胶具有良好的耐寒性,可以在低温环境下保持弹性和机械强度。
3. 良好的化学稳定性高耐热丁基橡胶和氢化丁基橡胶具有良好的化学稳定性,可以在酸碱等腐蚀介质中长期使用而不受损害。
4. 良好的机械强度普通丁基橡胶具有良好的机械强度和弹性,可以用于制造各种弹性元件。
5. 易加工成型丁基橡胶易于加工成型,可以通过挤出、压延、注塑等多种方法进行加工。
丁基橡胶简介
丁基橡胶1概述丁基橡胶具有优良的气密性(对空气的透过性比天然橡胶低8倍多)、耐老化性和阻尼性能,是汽车工业和轮胎制造业重要的原材料。
在发达国家轮胎内胎几乎已全部使用丁基橡胶制成。
丁基橡胶是异丁烯和少量异戊二烯共聚的产物,最早在1943年由Exxon公司实现工业化。
卤化丁基橡胶是普通丁基橡胶在脂肪烃溶剂中与氯或溴反应的产物,可用作无内胎轮胎的内衬密封层,随无内胎轮胎的发展,对卤化丁基橡胶的需求正逐年上升。
卤化丁基橡胶的工业化始于60年代。
丁基橡胶和卤化丁基橡胶的主要生产公司和技术持有者是Exxon和Bayer ,分别占世界总生产能力的60%和30%。
其它可提供技术的公司有俄罗斯联合股份科学生产联合体和意大利PI公司。
目前世界有10个国家12套装置在生产丁基橡胶,总能力约88万吨。
2国内生产装置国内唯一的一套丁基橡胶生产装置位于燕山石化公司合成橡胶厂,1999年建成投产,采用的是意大利PI公司技术,能力3万吨/年。
长期以来我国因无丁基橡胶生产装置,所需丁基橡胶一直依赖进口。
兰化研究院从1996年到1983年断断续续进行过将近17年的研究开发工作,积累了多方面的经验,但未能实现工业化。
3生产方法概述丁基橡胶是通过异丁烯、异戊二烯在Friedel-Craft等催化剂存在下进行阳离子聚合反应生产的。
典型的反应是用氯化铝作催化剂,用氯甲烷作溶剂。
异丁烯(97-98%)、异戊二烯(2-3%)配制成25%氯甲烷的溶液,经两级冷却后送入聚合釜,在釜的入口处与引发剂溶液相遇,迅速发生聚合反应。
反应热由通入聚合釜的冷却列管中的液态乙烯蒸发带走。
聚合后,含丁基橡胶微粒的淤浆从聚合釜上部导出管溢入闪蒸釜,在搅拌下与热水接触,闪蒸出未反应的单体和溶剂。
聚合物与水的混合物料送入真空脱气塔,脱除胶中残留的氯甲烷,然后送往后处理系统。
低温快速聚合和反应物粘度高是丁基橡胶生产的两大特点,聚合反应通常在-100℃左右进行,以控制极其快速的放热反应(原料和催化剂一接触,聚合反应就立即发生),制得高分子量产品。
丁基橡胶成分
丁基橡胶成分丁基橡胶是一种重要的合成橡胶,其成分主要是由丁二烯单体聚合而成。
丁基橡胶具有优异的耐热性、耐寒性和耐化学品性能,广泛应用于汽车轮胎、工业胶管、密封制品等领域。
一、丁基橡胶的组成及制备方法丁基橡胶的主要成分是由丁二烯单体通过聚合反应制备而成。
丁二烯是一种无色液体烃类,可以通过石油和天然气的裂解产生。
丁二烯单体在适当的催化剂存在下,经过聚合反应,形成聚合物链,最终形成丁基橡胶。
二、丁基橡胶的性能特点1. 耐热性:丁基橡胶具有较高的耐热性,可以在高温环境下保持良好的弹性和物理性能。
2. 耐寒性:丁基橡胶在低温环境下依然具有较好的柔韧性和弹性,不易变硬或开裂。
3. 耐化学品性能:丁基橡胶对于许多化学品具有较好的耐腐蚀性,可以在各种化学介质中长期使用而不受损。
4. 撕裂强度:丁基橡胶具有较高的撕裂强度,不易发生撕裂或断裂。
5. 抗老化性:丁基橡胶具有较好的抗氧化性和抗紫外线性能,能够延长橡胶制品的使用寿命。
三、丁基橡胶的应用领域1. 汽车轮胎:丁基橡胶是制造汽车轮胎的重要原料,具有良好的耐磨、抗老化和耐高温性能,可以提高轮胎的耐用性和安全性能。
2. 工业胶管:丁基橡胶可以制造各种工业胶管,如油管、气管、水管等。
丁基橡胶的耐油性和耐酸碱性能,使得工业胶管可以在复杂的工作环境中长期使用。
3. 密封制品:丁基橡胶具有较好的弹性和柔韧性,可以用于制造各种密封制品,如密封圈、密封垫片等。
丁基橡胶的耐高温性和耐化学品性能,使得密封制品可以在各种恶劣条件下正常工作。
4. 电缆护套:丁基橡胶具有良好的电绝缘性能和耐电弧性能,可以用于制造电缆的护套材料,保护电缆不受外界环境的影响。
5. 医疗器械:丁基橡胶可以用于制造医疗器械,如手套、输液管等。
丁基橡胶的耐化学品性能和抗菌性能,使得医疗器械可以在医疗环境中安全可靠地使用。
总结:丁基橡胶作为一种重要的合成橡胶,具有优异的耐热性、耐寒性和耐化学品性能,广泛应用于汽车轮胎、工业胶管、密封制品等领域。
丁基橡胶的化学物质
丁基橡胶的化学物质【原创版】目录1.丁基橡胶的概述2.丁基橡胶的主要化学物质3.丁基橡胶的特性与应用4.丁基橡胶的环保问题正文【1.丁基橡胶的概述】丁基橡胶,又称丁基合成橡胶,是一种以丁烯为基本单体,通过乳液聚合或溶液聚合法制得的合成橡胶。
它具有优异的耐热性、耐老化性、耐化学品腐蚀性及电绝缘性能,因此在众多领域都有广泛的应用。
【2.丁基橡胶的主要化学物质】丁基橡胶的主要化学物质包括以下几种:- 丁烯:作为丁基橡胶的基本单体,通过聚合反应形成丁基橡胶的骨架结构。
- 硫磺:在丁基橡胶的生产过程中,硫磺作为硫化剂,可以使橡胶具有较好的韧性和强度。
- 促进剂:为了提高硫化速度和效果,生产过程中通常会添加一定比例的促进剂,如氧化锌、硫醇等。
- 防老剂:为了提高丁基橡胶的耐老化性能,延长使用寿命,会在生产过程中添加防老剂,如抗氧剂、紫外线吸收剂等。
- 填充剂:为了改善丁基橡胶的加工性能和物理性能,如增加硬度、耐磨性等,会添加一定比例的填充剂,如碳黑、硅烷等。
【3.丁基橡胶的特性与应用】丁基橡胶具有以下优良特性:- 优异的耐热性:丁基橡胶在高温环境下具有较好的稳定性,可在100℃以上的环境中长期使用。
- 良好的耐老化性:丁基橡胶在室外暴露多年仍能保持较好的弹性和强度。
- 良好的耐化学品腐蚀性:丁基橡胶对大多数酸、碱、盐等化学品具有较强的抵抗能力。
- 良好的电绝缘性能:丁基橡胶具有较高的电阻率和击穿电压,可用于制造电气绝缘件。
因此,丁基橡胶广泛应用于汽车、电力、化工、石油、医药等领域。
如汽车密封件、电线电缆绝缘层、化工管道、泵阀等。
【4.丁基橡胶的环保问题】丁基橡胶在生产过程中可能产生一定程度的环境污染,如废水、废气排放等。
此外,部分丁基橡胶产品在使用过程中可能释放有害物质,对人体和环境造成一定影响。
芝芝的丁基橡胶
丁基橡胶的优缺点
优点:
第三,与其它橡胶相容性差, 一
气密性好。它还能耐热、耐臭氧、 般仅能与乙丙橡胶和聚乙烯等并 耐老化、耐化学药品,并有吸震、 用;
电绝缘性能。对阳光及臭氧具良 第四,与补强剂之间作用弱, 与
好的抵抗性,可暴露于动物或植 不饱和橡胶相比, 丁基橡胶与补
物油或是可氧化的化学物中。
丁基橡胶的生产方法
淤 浆 法 : 淤 浆 法 是 以 氯 甲 烷 为 稀 释 剂 , 以 H2OAlCl3为引发体系,在低温(-100℃左右)下将异 丁烯与少量异戊二烯通过阳离子聚合制得的。
溶液法:传统的淤浆法合成丁基橡胶生产工艺技 术成熟,但由于聚合反应温度低,制冷设备庞大, 聚合釜连续运转周期短,能耗高(1kg胶能量消耗 约35~55MJ)。为了能提高反应温度,对用溶液 法合成丁基橡胶进行了大量的研究。
强剂之间作用较弱, 需要进行热
缺点:
第一,硫化速度慢, 与天然橡胶 等高不饱和橡胶相比, 其硫化速 度慢3 倍左右, 需要高温或长时 间硫化;
处理或使用添加剂, 以增加橡胶 的补强作用, 提高拉伸强度、定 伸应力、弹性、耐磨和电绝缘性 能等。
以上缺点限制了丁基橡胶的使基橡胶管
丁基橡胶板
丁基橡胶单面防水胶带
注射液用卤化丁基橡胶塞
丁基橡胶防水密封胶粘 丁基橡胶双面防水胶带
第二,互粘性差, 须借助于增粘 剂、增粘层改善与其它橡胶的粘
煤油和芳氢同时使用。
合, 且粘合力较低;
丁基橡胶的主要用途
制作各种轮胎的内胎、无内胎轮胎的气密层、各种密封垫 圈,在化学工业中作盛放腐蚀性液体容器的衬里、管道和 输送带,农业上用作防水材料。
2005年,中国丁基橡胶消费量近15万吨,国产丁基橡胶不 足3万吨,80%依靠进口,从1999年至2004年,进口量年 均增长率达26.9%。由于,国际石油市场价格不断上升, 丁基橡胶价格也不断攀升。近几年来丁基橡胶的价格由 15000元/T左右,上升呈现在的32000元/T以上。而丁基 橡胶制品的价格虽然有所上升,但整体算价格上升幅度不 超过30%,远远赶不上丁基橡胶价格成倍的上升。所以很 多使用丁基橡胶的企业把目光转向了丁基橡胶的最佳替代 产品――丁基再生橡胶。
丁基橡胶透气参数
丁基橡胶透气参数
摘要:
1.丁基橡胶的概述
2.丁基橡胶的透气性
3.丁基橡胶透气参数的测量方法
4.丁基橡胶透气参数的影响因素
5.丁基橡胶透气参数的应用
正文:
1.丁基橡胶的概述
丁基橡胶,又称丁烯酸酯橡胶,是由丁烯酸酯单体经过聚合而成的一种橡胶。
它具有优异的耐热性、耐老化性、耐化学腐蚀性以及良好的电绝缘性,广泛应用于汽车、航空、化工、电子等领域。
2.丁基橡胶的透气性
丁基橡胶的透气性是指其对气体通过的性能。
在许多应用场景中,透气性是一个重要的性能指标。
例如,在轮胎制造中,透气性优良的丁基橡胶可以使轮胎具有良好的透气性,防止轮胎在行驶过程中产生气泡,从而提高行驶安全性。
3.丁基橡胶透气参数的测量方法
丁基橡胶透气参数的测量方法通常采用透气率测试仪进行。
透气率测试仪的原理是利用压差法,通过测量气体在规定条件下通过试样的压力差,计算出透气率。
4.丁基橡胶透气参数的影响因素
丁基橡胶透气参数的主要影响因素包括分子结构、硫化程度、填料和助剂等。
分子结构中,侧链的类型和分布对透气性能产生显著影响;硫化程度过高或过低都会导致透气性能下降;填料和助剂的选择和添加量也会影响透气性能。
5.丁基橡胶透气参数的应用
丁基橡胶透气参数在实际应用中具有重要意义。
通过控制透气参数,可以调节丁基橡胶的透气性能,以满足不同应用场景的需求。
例如,在轮胎制造中,需要透气性能适中的丁基橡胶,以保证轮胎具有良好的透气性,同时防止气泡产生,提高行驶安全性。
丁基橡胶
卤化丁基橡胶
分子式
具有良好的化学稳定性和热稳定性,最突出的 是气密性和水密性。它对空气的透过率仅为天 然橡胶的1/7,丁苯橡胶的1/5,而对蒸汽的透 过率则为天然橡胶的1/200,丁苯橡胶的1/140。 因此主要用于制造各种内胎、蒸汽管、水胎、 水坝底层以及垫圈等各种橡胶制品。
优点
气密性好。耐热、耐臭氧、耐老化、耐化学药 品,并有吸震、电绝缘性能。最高使用温度可 达200℃。对阳光及臭氧具良好的抵抗性,耐 酸、碱和极性溶剂。 水浸透率极低,在常温下的吸水率比其它橡胶 低。
透气性
气体在聚合物等分散速度与聚合物分子 的热活动有关,丁基橡胶分子链中侧甲 基陈列密集,限制了聚合物分子的热活 动,因而透气率低,气密性好。
吸能性
丁基橡胶分子构造中少双键,且侧链甲基散布 密度较大,具有接收震动和冲击能量的特征。 这种特性不受运用温度、不饱和度程度、硫化 外形和配方改动的影响。因而,丁基橡胶是较 为理想的隔音减振材料。
卤化丁基橡胶
为改善丁基橡胶共混性差的缺点,1960年以来出现了 卤化丁基橡胶。 将丁基橡胶溶于烷烃或环烷烃中,在搅拌下进行卤化 反应制得。它含溴约 2%或含氯1.1%~1.3%,分别称 溴化丁基橡胶和氯化丁基橡胶。丁基橡胶卤化后,硫 化速度提高,与其他橡胶的共混性和硫化性能均有所 改善,粘结性也有明显提高。 卤化丁基橡胶除有一般丁基橡胶的用途外,特别适用 于制作无内胎轮胎的内密封层、子午线轮胎的胎侧和 胶粘剂等。
丁基橡胶
材料成型一班 陈冰玉 于璐
丁基橡胶,简称IIR,是 Isobutylene Isoprene Rubber的缩写。 丁基橡胶是合成橡胶的一种,是异丁烯和异戊二烯的 共聚物体。 制成品不易漏气,一般用来制造汽车、飞机轮子的内 胎。在1943年在美国投入工业生产。 现在丁基橡胶以环保的名号已经全面普及代替沥青。
丁基橡胶综述
河南城建学院丁基橡胶专业:高分子材料与工程学生姓名:指导教师:完成时间:2013年6月18日摘要 (1)1简介 (1)1.1国内外发展史 (1)1.1.1国内发展史 (1)1.1.2国外发展史 (1)1.2丁基橡胶的分子结构式 (2)1.3丁基橡胶的分类 (2)1.4丁基橡胶的优缺点 (3)1.5国内外生产厂家 (4)2.主要特性及用途 (4)2.1主要特性 (4)2.2用途 (5)3. 丁基橡胶的聚合机理、影响因素 (5)3.1丁基橡胶的聚合机理 (5)3.2影响聚合反应的主要因素 (7)4.生产工艺、改性及装备 (9)4.1淤浆法工艺 (9)4.2溶液法工艺 (10)4.3丁基橡胶的改性 (11)4.4生产设备 (12)5.国内外生产现状和研究进展 (13)5.1国内生产现状 (13)5.2国外生产现状 (13)5.3技术进展 (14)6.存在问题 (15)7.展望 (15)参考文献 (16)摘要丁基橡胶具有优良的气密性、水密性以及优良的耐候性和耐化学腐蚀性,是内胎和无内胎轮胎密封内衬不可替代的胶种。
本文介绍了丁基橡胶的国内外发展史、主要结构、分类、主要的性能、应用、国内外生产厂家、研究现状和进展以及对丁基橡胶的展望。
1简介1.1国内外发展史1.1.1国内发展史兰州石化公司石化研究院从20世纪60年代初开始聚异丁烯的合成研究,1966—1983年期间,由原化工部和国家科委立项,进行了淤浆和溶液聚合工艺合成丁基橡胶的研究与工业化开发,在该院建成的以水-三氯化铝为引发剂体系。
氯甲烷为溶剂的淤浆聚合工艺中试装置上,系统的开展了全流程工艺条件、设备、分析、控制等方面的研究,取得了良好的结果,为淤浆法丁基橡胶的工业化积累了经验。
1983年后,北京化工大学继续从事有关聚异丁烯、丁基橡胶和卤化丁基橡胶的实验室研究工作。
燕山石化公司从1983年开始筹建丁基橡胶工业生产装置。
落实丁基橡胶工业生产技术来源以及聚合反应器是建设生产装置的关键,经过较长时间的工作,最终选择了引进意大利Pressindustria公司丁基橡胶和氯化丁基橡胶的生产技术和聚合反应器。
丁基橡胶材质单
丁基橡胶材质单(实用版)目录1.丁基橡胶的概述2.丁基橡胶的特性与优点3.丁基橡胶的用途4.丁基橡胶的储存与处理5.丁基橡胶的环保性正文1.丁基橡胶的概述丁基橡胶,又称丁基合成橡胶,是一种以丁醇为原料,通过聚合反应合成的橡胶。
它是一种具有优异性能的特种橡胶,广泛应用于各个领域。
2.丁基橡胶的特性与优点丁基橡胶具有以下特性和优点:- 优异的耐热性能:丁基橡胶可以在高温环境下长期使用,其耐热性能远高于其他类型的橡胶。
- 良好的耐化学腐蚀性能:丁基橡胶对大部分化学物质都具有优良的耐腐蚀性,特别适用于输送油、酸、碱等介质的场合。
- 良好的气密性能:丁基橡胶具有优异的气密性能,可用于制造各种高气密要求的密封件。
- 优异的电绝缘性能:丁基橡胶具有优良的电绝缘性能,可用于制造各种高压电线和电缆的绝缘层。
- 良好的耐老化性能:丁基橡胶在室外暴露环境下,具有较长的使用寿命。
3.丁基橡胶的用途由于丁基橡胶具有优异的性能,因此被广泛应用于各个领域,如:- 汽车行业:用于制造汽车油箱、管道、密封件等。
- 化工行业:用于制造耐腐蚀的管道、阀门、泵等设备。
- 电力行业:用于制造高压电线和电缆的绝缘层。
- 医疗行业:用于制造各种高精度的医用器械。
4.丁基橡胶的储存与处理在储存和处理丁基橡胶时,应注意以下几点:- 避免阳光直射,应存放在阴凉、通风的地方。
- 避免与酸、碱、油等有机溶剂接触,以免影响橡胶的性能。
- 在加工过程中,应避免过度拉伸和剪切,以免损坏橡胶的结构。
5.丁基橡胶的环保性丁基橡胶在生产过程中,可能会产生一些有害物质,但在正常使用过程中,其环保性能较好。
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河南城建学院丁基橡胶专业:高分子材料与工程学生姓名:指导教师:完成时间:2022年4月28日摘要 01简介 0国内外发展史 0国内发展史 0国外发展史 0丁基橡胶的分子结构式 (1)丁基橡胶的分类 (1)丁基橡胶的优缺点 (2)国内外生产厂家 (3)2.主要特性及用途 (3)主要特性 (3)用途 (3)3. 丁基橡胶的聚合机理、影响因素 (4)丁基橡胶的聚合机理 (4)影响聚合反应的主要因素 (5)4.生产工艺、改性及装备 (6)淤浆法工艺 (6)溶液法工艺 (8)丁基橡胶的改性 (8)生产设备 (9)5.国内外生产现状和研究进展 (10)国内生产现状 (10)国外生产现状 (10)技术进展 (11)6.存在问题 (12)7.展望 (12)参考文献 (13)摘要丁基橡胶具有优良的气密性、水密性以及优良的耐候性和耐化学腐蚀性,是内胎和无内胎轮胎密封内衬不可替代的胶种。
本文介绍了丁基橡胶的国内外发展史、主要结构、分类、主要的性能、应用、国内外生产厂家、研究现状和进展以及对丁基橡胶的展望。
1简介国内外发展史国内发展史兰州石化公司石化研究院从20世纪60年代初开始聚异丁烯的合成研究,1966—1983年期间,由原化工部和国家科委立项,进行了淤浆和溶液聚合工艺合成丁基橡胶的研究与工业化开发,在该院建成的以水-三氯化铝为引发剂体系。
氯甲烷为溶剂的淤浆聚合工艺中试装置上,系统的开展了全流程工艺条件、设备、分析、控制等方面的研究,取得了良好的结果,为淤浆法丁基橡胶的工业化积累了经验。
1983年后,北京化工大学继续从事有关聚异丁烯、丁基橡胶和卤化丁基橡胶的实验室研究工作。
燕山石化公司从1983年开始筹建丁基橡胶工业生产装置。
落实丁基橡胶工业生产技术来源以及聚合反应器是建设生产装置的关键,经过较长时间的工作,最终选择了引进意大利Pressindustria公司丁基橡胶和氯化丁基橡胶的生产技术和聚合反应器。
1992年,原国家计委批准了燕山石化公司建设30kt/a丁基橡胶生产装置的项目建议书,并于1996年批复了项目的可行性研究报告。
1996年,燕山石化公司与意大利Pressindustria公司签定了技术转让合同。
燕山石化公司丁基橡胶工程于1997年破土动工,1999年建成投产。
经过2年的试生产,2002年达到了设计生产能力。
在试生产期间,该公司在有关单位的协助下,对Pressindustria公司丁基橡胶生产工艺技术做了重大改进。
目前我国只有中国石化燕山石油化工公司合成橡胶厂1家生产企业,产量不能满足国内实际生产的需求,每年都要大量进口,开发利用前景广阔[1]。
国外发展史1937年,美国标准油公司的研究人员首次发现异丁烯与少量异戊二烯共聚可制得橡胶共聚物,从而发明了丁基橡胶。
1943年Exxon公司在美国Baton Rouge 工厂实现了丁基橡胶的工业化生产,1944年加拿大Polysar公司采用美国技术在Sarnia建成丁基橡胶生产装置。
1959年后,法国、英国、日本也开始生产丁基橡胶。
1991年,Bayer公司购买Polysar全部合成橡胶业务,Exxon公司也收购了在法国的丁基橡胶生产装置,从此世界丁基橡胶的生产基本上被Exxon和Bayer两大公司所垄断。
1982年,前苏联在陶里亚蒂建成世界唯一的溶液聚合法丁基橡胶生产装置,所用聚合反应器由苏联合成橡胶研究院和意大利PI公司合作开发。
目前,世界上只有美国、德国、俄罗斯和意大利4个国家拥有丁基橡胶生产技术,在国际市场上,Exxon公司和Bayer公司的丁基橡胶产品处于垄断地位,生产能力约占世界总生产能力的80%,此外,这两大公司在新产品和新技术的开发方面也处于世界领先地位[3]。
丁基橡胶的分子结构式CH3—(CH3)2 —[ CH2—(CH3)2]m— CH2—(CH3)2 — CH —CH2—[ CH2 —(CH3)2]n—丁基橡胶的分类丁基橡胶(IIR)是第1个高饱和的橡胶品种,少量的异戊二烯的引入是为了获得可供硫化的双键。
由于结构上的特点,丁基橡胶有良好的气密性和耐老化性。
但也限制了其与聚二烯烃橡胶的并用,此外,分子中缺少极性基团,也使其与金属或橡胶的粘合性能差,随着合成橡胶工业发展和应用的需要,IIR现已开发成拥有衍生橡胶、改性橡胶、热塑性弹性体和热塑性硫化胶等品种通用橡胶[6]。
通常按照异戊二烯的含量即不饱和度及是否卤化来分类[1]:⑴一般品种:不饱和度为~%(mol)、~%(mol)、~%(mol)~%(mol)⑵卤化品种:氯化丁基橡胶、溴化丁基橡胶①氯化丁基橡胶氯化丁基橡胶(CIIR)的制备方法分干胶混炼氯化和溶液氯化两种方法。
前一法是在开炼机上把吸附了氯气的活性炭或其它氯化剂混入丁基橡胶中经加热和混炼后制得;后一法是先把其橡胶溶于四氯化碳、氯仿或己烷等溶剂中,然后在常温下通过氯气进行氯化,即制得氯化丁基橡胶,由于该法已实现连续氯化工艺生产,故已成为主要的制造方法。
极性氯原子的引入,可克服丁基橡胶硫化速度慢、粘合性能差,与高不饱和橡胶难于共硫化等的问题。
该胶能以单用或并用方式制造无内胎轮胎的气密层、浅色或白色胎侧、内胎、胶带、胶管、密封、绝缘或粘合等用胶料[5]。
②溴化丁基橡胶溴化丁基橡胶(BIIR)的制备方法分干混炼法和溶液法等两种方法。
按前一法可分别把N-溴代琥珀酰亚胺10%,二溴二甲基乙内酰脲%或活性炭吸附溴(%重量比)30%加入到在开炼机上的丁基橡胶中进行热混炼而制得;而后一法是将丁基橡胶溶解于氯化烃溶剂,再通入约3%的溴而制取的,该溴化过程是连续的,其产品质量均匀且稳定。
溴化丁基胶与上述氯化丁基胶比,有更多的活性硫化点,硫化速度快,与不饱和型橡胶能更好粘合,有更高的耐老化、较低的焦烧安全性。
主要可用作轮胎的气密层、胎侧、内胎、容器衬里、药品瓶塞和胶垫等。
⑶磺化丁基橡胶磺化丁基橡胶(SIIR)是丁基橡胶经磺化后所得的产品,作为磺化剂可用二氧化硫或其它磺化物。
该橡胶由于也含极性基团,故也能得到用氯化或溴化的改性效果,因而也宜于作聚合物改性剂和胶粘剂等。
⑷马来酸酐改性丁基橡胶马来酸酐改性丁基橡胶(MIIR)是在丁基橡胶上接枝马来酸酐的橡胶。
由于丁基橡胶大分子链上引入极性侧基,可提高生胶的硬度以及与其它聚合物材料相溶性或粘合性能,可用作聚合物增容剂、改性剂、溶剂型和热熔型胶粘剂以及热塑性体的原料等。
⑸交联丁基橡胶(又称三元丁基橡胶)交联丁基橡胶是异丁烯,异戊二烯和二乙烯基苯的三元共聚物。
丁基橡胶的优缺点优点:①透气率低,气密性好,丁基橡胶分子链中侧甲基排列密集,限制了聚合分子的热运动。
②热稳定性好:可在100℃或稍低温度下于空气中长期使用。
脱硫的丁基橡胶使用温度可达150℃到200℃③吸能性好:丁基橡胶分子结构中缺少双键,且侧链甲基分布密度大④耐臭氧和耐天候老化性⑤化学稳定性好⑥电绝缘性较好⑦渗透率极低缺点:①硫化速度慢②互黏性差③相容性差④与补强剂之间作用弱国内外生产厂家2.主要特性及用途主要特性①气密性:在合成橡胶中,丁基橡胶具有最好的气密性,即有很小的透气率。
气体通过聚合物的透气率主要取决于气体在聚合物中的扩散速率,而扩散速率与聚合物的分子运动有关。
由于分子链中侧甲基密集排列限制了分子的热运动,所以丁基橡胶有很小的透气率。
②耐热老化性:丁基橡胶硫化胶具有优良的耐热老化性。
有硫磺硫化的丁基橡胶,可于100℃的温度下,在空气中长期使用;采用树脂硫化的丁基橡胶使用温度可达150~200℃。
③能量吸收性:丁基橡胶的玻璃化转变温度为-65℃,虽然接近天然橡胶的-70℃,由于分子结构中有较少的双键和大量紧密排列的侧甲基,对弹性运动造成很大的位阻,因此其硫化胶具有非常低的回弹性,表现出很好的阻尼性,即吸收振动及冲击能量的特性。
④其他特性:除以上特性外,丁基橡胶还具有以下化学稳定性:由于其分子链的高度饱和,具有良好的耐臭氧性及耐天候性,对多数无机酸和有机酸均有良好的抗侵蚀性,耐碱和氨的作用[1]。
用途3.丁基橡胶的聚合机理、影响因素丁基橡胶的聚合机理丁基橡胶的聚合反应历程可分为链引发、链增长、链终止等三个步骤。
随着采用的催化剂的不同,阳离子的聚合催化剂的引发机理有所不同。
丁基橡胶的生产以淤浆法为主,其聚合机理是典型的阳离子聚合机理。
以氯甲烷为溶剂、三氯化铝为引发剂、水位共引发剂,在-103℃低温下进行阳离子共聚合,其反应机理如下[3]:①链引发②链增长③链终止a.自发终止b.成键终止丁基橡胶的聚合机理特征主要是:快引发、快增长、易转移、难终止。
影响聚合反应的主要因素①杂质在丁基橡胶的聚合体系中,有原料、惰性气体、聚合反应器、管道都可能带来杂质。
按照其作用原理,这些杂质可以分为给电子体和烯烃两大类。
给电子体如水、甲醇、氯化氢、二甲醚、二氧化硫和氨等,分子中均含有未共用的电子对,而催化剂AlCl3则有未排满的电子层,因而这些杂质均可与AlCl3反应生成络合物。
例如甲醇与AlCl3生成络合物[11]。
当这些杂质含量极少时,与AlCl3生成的络合物可以离解成为活性催化剂;但是,杂质与AlCl3反应生成活性不高,会导致转化率降低。
因为这些杂质具有链转移作用,当他们超过一定量时,则会致使聚合物分子量明显降低。
分子量降低的程度与杂质和AlCl3反应生成的化合物的离解度的大小有关;离解度越大,能够进行转移的负离子浓度越高,聚合物的分子量越小;也与杂质AlCl3络合物的浓度有关;浓度越高,分子量越小[12]。
②单体浓度和配料比在丁基橡胶的聚合体系中:单体浓度过高,反应温度升高的很快,反应过于激烈难以控制,容易导致结块,甚至催化剂还未加足量价被迫停止反应。
而单体浓度过低时,结冰现象严重,(CH3Cl的冰点为-97°C)[15]也不能获得较高的转化率。
③聚合温度随着聚合温度的提高,聚合物的分子量直线下降。
这是因为单体链转移活化能总是比链生长的活化能大~mol[20],因此低温能够抑制单体的链转移从而有利于分子量的增大。
需要指出的是,降低温度也有可能提高聚合速度,有利于生成高分子量的聚异丁烯。
因为催化体系的实际能力与下列平衡有关:而离子对与自由离子对对单体的引发具有不同的活性,因此有两种链生长:已经证明Kp1远较Kp2大,而降低温度有利于平衡向右移动,也就是增加自由离子的浓度,有利于按Kp1方式进行。
因此,聚合速度和分子量都将增加。
提高溶剂的极性有利于自由离子的存在,因此也有类似降低温度的效应。
④催化剂催化剂的用量很小时,单体转化率低,用量大时,转化率高。
由于催化剂的用量少时杂质消耗了部分的催化剂,总督活性催化剂相对量较少,故导致转化率较低。
催化剂用量已经超过杂质消耗的低限时,随着催化剂用量增加,转化率迅速上升。