氯丁橡胶市场分析

氯丁橡胶的市场现状及发展

二零一零年一月

前言

氯丁橡胶简称CR。由2－氯－1，3-丁二烯（即氯丁二烯）聚合制得的合成橡胶，具有良好的综合性能。氯丁橡胶的结晶性较强，自补强性能好，分子间作用力大，在外力作用下分子间不易产生滑脱，未加炭黑补强的硫化橡胶强度可达28MPa,相对伸长率约为800％。因此，该橡胶有与天然橡胶相接近的物理、力学性能，其纯胶硫化后的拉伸强度、扯断伸长率甚至还高于天然橡胶，用炭黑补强的氯丁硫化胶，其拉伸强度、扯断伸长率则接近于天然橡胶。其他方面的性能，如回弹性、抗撕裂性氯丁橡胶仅次于天然橡胶而优于一般合成橡胶，其耐磨性也接近于天然橡胶。

在耐热、耐臭氧、耐天候老化性能方面，其耐热性与丁腈橡胶相当，耐臭氧、耐天候老化性仅次于乙丙橡胶和丁基橡胶，远优于其他通用橡胶；耐化学腐蚀性及耐水性优于天然橡胶和丁苯橡胶(但对氧化性强的物质，其抗耐性差）。氯丁橡胶的耐油性、耐非极性溶剂性均良好，仅次于丁腈橡胶而优于其他通用橡胶。除芳香烯类和卤代烯类油外，氯丁橡胶在其他非极性溶剂中都很稳定，其硫化胶仅有微小的溶胀。此外，该橡胶的气密性也很好，仅次于丁基橡胶，比天然橡胶的气密性大5~6倍。氯丁橡胶在燃烧时能够释放出起阻燃作用的氯化氢，因此，虽然遇火可以燃烧，一旦切断火源则立即自行熄灭。该橡胶的耐延燃性在通用橡胶中是最好的。由于氯丁橡胶具有良好的粘接性能，所以被广泛地用作胶粘剂。氯丁橡胶系胶粘剂占合成橡胶类胶粘剂的80%左右，其特点是粘接强度高、应用范围广、耐老化、耐化学腐蚀、耐油、具有弹性且使用方便(一般不需进行硫化）。但其相对密度较大(1.23～1.25)，常温下易结晶变硬,贮存性不好,耐寒性也差。

氯丁橡胶主要用来制造多种汽车部件、耐油耐化学腐蚀的胶管、容器衬里、垫圈、胶板、胶辊、汽车拖拉机配件、电线和电缆的包皮胶层、橡胶水坝、各类密封条、有阻燃要求的橡胶制品及专用型制品（如耐高温、增硬和粘接剂等产品）。此外，它还是一种优良的胶粘剂，具有胶液粘度小、易渗透、耐老化和粘接力强等优点。

氯丁橡胶是20世纪30年代问世的合成橡胶，具有较好的性能，主要作工

业橡胶制品、胶粘剂和电线电缆等生产原料，广泛应用于各领域。

在美国、日本和西欧一些工业发达国家，生产各种工业橡胶制品的消费占氯丁橡胶总消费量的65％－70％，胶粘剂消费占15％－20％，电线电缆及其他应用领域消费占10％－20％。

我国制鞋及建筑领域用胶粘剂是氯丁橡胶最大的应用领域，约占总消费量的60 ％，工业橡胶制品约占30％，电线电缆及其他领域约占10％。

1 氯丁橡胶简介

1.1 氯丁橡胶的性质

氯丁橡胶外观为乳白色、米黄色或浅棕色的片状或块状物，密度1.23－1.25g/cm3，玻璃化温度−40~－50°C，碎化点−35°C，软化点约80°C，230－260°C下分解。氯丁橡胶溶解度参数δ=9.2～9．4，溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯代烃、甲乙酮，微溶于丙酮、醋酸乙酯、环己烷，不溶于正己烷、溶剂汽油，但可溶于由适当比例的良溶剂和不良溶剂组成的混合溶剂。溶于氯仿、苯等有机溶剂，在植物油和矿物油中溶胀而不溶解。

1.2氯丁橡胶的结构

氯丁二烯经聚合而制得的聚合物，有四种不同的分子结构，发明者将其命名为α、β、μ、ω。其中：α——指分子链为线型的聚合物，结构比较规整，具有可塑性；β——为环状结构的聚合物；μ——为有支链或桥键的聚合物，无可塑性，类似于硫化橡胶；ω——为高度网状或体型结构的分子。在工业上比较重要的是α型和μ型聚合体。通常工业上所生产的固体氯丁橡胶即属于α型聚合体,它在受热、光、氧作用后老化，其直链分子产生支化或交联，变成硫化胶状态，即转变为μ型聚合体。为了防止氯丁橡胶中的a型聚合体向u型聚合体转化，一般都在其中混入一定的防老剂。

氯丁橡胶的分子结构中，反式-1，4加成结构含量较大，占80%以上，不说意味着分子呈规则的线性排列，亦即分子具有易于结晶的结构。

1.3 氯丁橡胶的性能

氯丁橡胶的主要物理性能如下：

相对密度：1.15-1.25(一般为1.23)

玻璃化温度：-40℃

使用温度范围：-30-90℃（最高可达160℃）

分解温度：233~258

门尼粘度：45-120

介电常数：75

折射率：1.4040

结晶温度范围：-35-+32℃

最宜结晶温度：-12℃

氯丁橡胶的主要物理机械性能如下：

1、氯丁橡胶的强度

氯丁橡胶的强伸性能与天然橡胶相似，其生胶具有很高的拉伸强度和扯断伸长率，属于自补强型橡胶。

聚合物拉断有两种情况，一种是分子滑脱，另一种是分子链的断裂。氯丁橡胶分子绝大多数是由线性的a—聚合体组成的，分子结构规整，分子链中含有极性的氯原子基团，增加了分子间的作用为，因此在外力作用下，较易拉伸结晶（自补强）分子间不易滑脱。另外分子量较大，平均分子量2.0-20万，所以拉伸强度大，例如，纯胶配合的硫化胶，拉伸强度可达27.5Mpa，扯断伸长率可达800%。

2、优良的耐老化性能

氯丁橡胶的分子链上连接有氯原子，使得双键和氯原子都变得不活泼，因此其硫化胶的稳定性良好，不易受大气中的热、氧、光的作用，表现为具有优良的耐老化（耐候、耐臭氧、耐热）性能，特别是耐候和耐臭氧性能，在通用橡胶中仅次于乙丙橡胶和丁基橡胶，远优于天然橡胶，耐热性优于天然橡胶和丁苯橡胶，和丁腈橡胶相近，能在150℃下短期使用，在90~110℃下使用四个月之久，使用温度每提高10℃，寿命相应下降约50%。

3、优异的耐燃性

氯丁橡胶的耐燃性是通用橡胶中最好的，它具有不自燃的特点，接触火焰可以燃烧，但隔断火焰即自行熄灭。这是因为氯丁橡胶燃烧时，在高温的作用下，可分解出氯化氢气体而自行熄灭。

4、优良的耐油、耐溶剂性能

氯丁橡胶的耐油性仅次于丁腈橡胶而优于其它通用橡胶。这是因为氯丁橡胶含有极性氯原子，增加了分子的极性。根据相似相溶的原理，一般碳氢化合物（即指油类）没有极性可极性极小的，很难使氯丁橡胶溶胀或溶解。

氯丁橡胶的耐化学腐蚀性也很好，除强氧化性酸（硝酸和甲酸）外，其它酸、碱对其几乎没有影响。

5、电性能

氯丁橡胶由于分子中含有氯原子，所以电绝缘性不好，比天然橡胶、丁苯橡胶和丁基橡胶低，其介电常数为6-8（1000C/s），仅适用于600V以下的低电压使用，但由于耐候、而臭氧以及难燃的特点，常被用作低压电缆的绝缘层。

6、耐水性、透气性

氯丁橡胶的耐水性比其它合成橡胶好，如加入耐水性物质则耐水性更好；

氯丁橡胶的气密性仅次于丁基橡胶，且比天然胶大5-6倍。

7、耐寒性

氯丁橡胶分子由于结构的规整性和有极性，内聚力较大，限制了分子的热运动，特别是在低温下，热运动更困难，在拉伸变形后难于恢复原状，即产生结晶，使橡胶失去弹性，甚至发生脆折断裂现象，因此耐寒性不好。结晶范围为-35-32℃，脆折温度为-35~-40℃。

8、结晶性

氯丁橡胶比天然、丁苯、丁基等橡胶的结晶性倾向大，和天然古波塔橡胶一样。

氯丁橡胶及其示硫化胶料和硫化胶，经长期存放后，便会缓慢硬化，丧失粘着性，即产生了结晶。

降低温度，结晶速度加快。硫化胶在-5~21℃范围内产生结晶，在0℃时很快产生结晶。结晶后橡胶变硬，硬度和定伸应力增大，但脆性温度并不上升。

氯丁橡胶的结晶和熔晶是可逆的过程，当温度升到100℃左右，已结晶的