生胶-通用橡胶分解
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一、丁苯橡胶(styrene-butadiene rubber, SBR) 二、顺丁橡胶(cis-butadiene rubber, BR) 三、异戊橡胶(isoprene rubber, IR) 四、氯丁橡胶(chloroprene rubber, neoprene rubber, CR) 五、丁腈橡胶(nitrile rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, NBR) 六、丁基橡胶(butyl rubber, IIR) 七、乙丙橡胶(ethylene-propylene rubber, EPR,EPM)
一、丁苯橡胶(SBR)
单体 丁二烯、苯乙烯 分子结构特点: 无规共聚物。链的规整性很差,没有结晶性 非自补强性 分子中含大量不饱和双键,易于用硫黄硫化。 性能: 1、优点:(可通过调节苯乙烯含量调节控制物理性能) 弹性而兼较高硬度; 耐磨性较好(较NR); 耐油、耐热与耐老化较NR好。 2、缺点: 纯胶硫化胶强度低; 滞后损失大,动态生热高,弹性低,耐屈挠龟裂和耐寒 性稍差; 硫化速度较慢。
第二章 生胶
第一节 天然橡胶(natural rubber) 第二节 通用合成橡胶(common synthetic rubber) 第三节 特种合成橡胶(high performance
synthetic rubber)
(复习思考题)
第一节 天然橡胶
一 、来源
(latex)。
绝大多数(98%)来自三叶橡胶树的新鲜胶乳
二、主要品种、等级与技术标准 1、烟片胶(smoked sheet) 干燥时采用烟熏。 2、绉片胶(crepe rubber) 干燥时不烟熏,直接用热空气干燥而 成。 白绉片(pale crepe) 褐绉片(brown crepe) 3、颗粒胶(标准胶) 三、化学组成 1、橡胶烃(主要成分 93%左右); 2、丙酮抽出物(脂肪酸及固醇类); 3、氮化合物(碱性氮化合物可促进硫化); 4、灰分(无机盐类); 5、水分。
三、异戊橡胶(IR)
1、 聚异戊二烯橡胶,是异戊二烯的定向聚合 产物; 2、分子结构与天然橡胶相似, 3、性能与NR很相近。主要用于代用天然橡胶。 特点: 为非橡胶成分少,耐水性和介电性较NR好。 IR中缺乏NR中所具有的脂肪酸、蛋白质,故 硫化速度较NR慢,但因门尼焦烧时间长,操 作安全性好。
七、乙丙橡胶 ( EPM与EPDM)
1、分子结构特点 链的规整性差――无结晶性――非自补强性橡胶 主链完全饱和 ,EPDM有侧基双键,EPM中不存在双键 2、性能特点 优点: ◎优异的耐氧化与臭氧老化性、耐候性和耐热老化性。(通用橡胶中 最好) ◎高的耐水、耐化学腐蚀性和优良的电绝缘性(优于IIR、接近PE) ◎耐寒性和回弹性好。(仅次于NR) 缺点: ◎硫化性能较差,硫化速度慢。 对EPM,不能用硫黄硫化,必须用过氧化物硫化,并配以助交联剂。 对EPDM,由于有侧挂双键,可以采用硫黄、过氧化物、树脂交联 剂硫化。 ◎纯胶硫化胶强度低。
缺点: ◎耐寒性差; ◎电绝缘性不发好;耐屈挠龟裂 性较低;动态生热性较大。
五、丁腈橡胶(NBR)
1、分子结构 丁二烯与丙烯腈的无规共聚物――无定形橡胶(非自补强性) 引入强极性氰基,分子间作用力较大,分子链柔顺性较差。 2、性能特点 优点:硫化胶有较高的机械强度和优异的耐磨耗性(分子间 力) 突出的耐油与非极性溶剂性(通用橡胶中最好)(强极性) 良好的气密性。 缺点:回弹性和耐寒性较差。 易屈挠龟裂,动态生热大。 电绝缘性性能较差。
六、丁基橡胶(IIR)
1、分子结构 主链为低不饱和度。 较高的规整性(异丁烯链节结构对称)――有结晶性。 链节中两个较大的取代基,使聚异丁烯链呈螺旋结构(链 的柔性下降,等同周期加长,结晶减慢。主链长度方向缩 短,侧甲基排列整齐、堆切紧密。) 2、性能特点 优点: ◎耐氧、臭氧、和天候老化,耐酸碱腐蚀。 ◎纯胶或硫化胶均有较高的强度。(自补强性,伸长大于400 %,室温或更高温度下都能发生结晶。) ◎突出的气密性(所有橡胶中最好) 缺点: ◎硫化性能较差,硫化速度慢。 ◎回弹性较差,滞后损失和永久变形较大。
四、氯丁橡胶(CR)(聚氯丁二烯橡胶)
1、分子结构: 由2-氯丁二烯-1,3乳液聚合而得。 反式1,4-结构(约85%),故分子链规整(等同周期短) 为有规立构橡胶――具有结晶性――具有自补强性(10~ 20℃下贮存或拉伸伸长200-300%即发生结晶) 1,2-加成结构(约Байду номын сангаас.5%)――化学活性高(主要的交联中 心);利用烯丙基氯的化学活性,采用氧化锌、氧化镁作硫化 体系。 2、性能特点 优点: ◎耐老化(热、光、氧、臭氧); ◎耐燃; ◎耐油; ◎综合力学性能好。
五、性能特点
1、优点: Tg低(-72℃),弹性温度范围宽,-55~ 130℃,耐寒性好。 自补强性,机械强度非常好(仅次于PUR), 尤其是纯胶配合。 优异的耐屈挠特性。(滞后损失小,多次形变生 热低) 硫化特性、加工性能、粘着性和并用性好。 2、缺点: 耐老化性差;耐油、耐溶剂性差。
第二节 通用橡胶
二、顺丁橡胶(BR)
1、分子结构 顺式1,4-聚丁二烯(顺式1,4-结构含量大于 90%), 有规立构,但很难结晶。 含大量不饱和双键,通常用硫黄硫化。 2、性能 优点: 硫化胶有突出的高弹性与耐寒性(Tg:-105℃); 滞后损失小和动态生热小,耐屈挠龟裂,耐磨; 填充性好。与NBR及SBR相比,可填充更多的油和补强填。 缺点: 纯胶拉伸强度低; 抗撕裂强度低。 耐老化性差。
四、分子结构与结晶性
1、分子结构 异戊二烯的线性高聚物,分子量约35万 顺式1,4-结构,具有立体规整性,为有规立构橡 胶(等规度98%) 2、结晶性 立体规整性 特点:a、分子链柔性大,分子间小,等同周期长 (-10℃或更低温度长期贮存才有明显结晶。 b、解晶后(无定形)的生胶在室温下拉伸 伸长70%以上发生结晶; 硫化胶在室温下拉伸伸长200%以上发生结晶。 (自补强性)
一、丁苯橡胶(SBR)
单体 丁二烯、苯乙烯 分子结构特点: 无规共聚物。链的规整性很差,没有结晶性 非自补强性 分子中含大量不饱和双键,易于用硫黄硫化。 性能: 1、优点:(可通过调节苯乙烯含量调节控制物理性能) 弹性而兼较高硬度; 耐磨性较好(较NR); 耐油、耐热与耐老化较NR好。 2、缺点: 纯胶硫化胶强度低; 滞后损失大,动态生热高,弹性低,耐屈挠龟裂和耐寒 性稍差; 硫化速度较慢。
第二章 生胶
第一节 天然橡胶(natural rubber) 第二节 通用合成橡胶(common synthetic rubber) 第三节 特种合成橡胶(high performance
synthetic rubber)
(复习思考题)
第一节 天然橡胶
一 、来源
(latex)。
绝大多数(98%)来自三叶橡胶树的新鲜胶乳
二、主要品种、等级与技术标准 1、烟片胶(smoked sheet) 干燥时采用烟熏。 2、绉片胶(crepe rubber) 干燥时不烟熏,直接用热空气干燥而 成。 白绉片(pale crepe) 褐绉片(brown crepe) 3、颗粒胶(标准胶) 三、化学组成 1、橡胶烃(主要成分 93%左右); 2、丙酮抽出物(脂肪酸及固醇类); 3、氮化合物(碱性氮化合物可促进硫化); 4、灰分(无机盐类); 5、水分。
三、异戊橡胶(IR)
1、 聚异戊二烯橡胶,是异戊二烯的定向聚合 产物; 2、分子结构与天然橡胶相似, 3、性能与NR很相近。主要用于代用天然橡胶。 特点: 为非橡胶成分少,耐水性和介电性较NR好。 IR中缺乏NR中所具有的脂肪酸、蛋白质,故 硫化速度较NR慢,但因门尼焦烧时间长,操 作安全性好。
七、乙丙橡胶 ( EPM与EPDM)
1、分子结构特点 链的规整性差――无结晶性――非自补强性橡胶 主链完全饱和 ,EPDM有侧基双键,EPM中不存在双键 2、性能特点 优点: ◎优异的耐氧化与臭氧老化性、耐候性和耐热老化性。(通用橡胶中 最好) ◎高的耐水、耐化学腐蚀性和优良的电绝缘性(优于IIR、接近PE) ◎耐寒性和回弹性好。(仅次于NR) 缺点: ◎硫化性能较差,硫化速度慢。 对EPM,不能用硫黄硫化,必须用过氧化物硫化,并配以助交联剂。 对EPDM,由于有侧挂双键,可以采用硫黄、过氧化物、树脂交联 剂硫化。 ◎纯胶硫化胶强度低。
缺点: ◎耐寒性差; ◎电绝缘性不发好;耐屈挠龟裂 性较低;动态生热性较大。
五、丁腈橡胶(NBR)
1、分子结构 丁二烯与丙烯腈的无规共聚物――无定形橡胶(非自补强性) 引入强极性氰基,分子间作用力较大,分子链柔顺性较差。 2、性能特点 优点:硫化胶有较高的机械强度和优异的耐磨耗性(分子间 力) 突出的耐油与非极性溶剂性(通用橡胶中最好)(强极性) 良好的气密性。 缺点:回弹性和耐寒性较差。 易屈挠龟裂,动态生热大。 电绝缘性性能较差。
六、丁基橡胶(IIR)
1、分子结构 主链为低不饱和度。 较高的规整性(异丁烯链节结构对称)――有结晶性。 链节中两个较大的取代基,使聚异丁烯链呈螺旋结构(链 的柔性下降,等同周期加长,结晶减慢。主链长度方向缩 短,侧甲基排列整齐、堆切紧密。) 2、性能特点 优点: ◎耐氧、臭氧、和天候老化,耐酸碱腐蚀。 ◎纯胶或硫化胶均有较高的强度。(自补强性,伸长大于400 %,室温或更高温度下都能发生结晶。) ◎突出的气密性(所有橡胶中最好) 缺点: ◎硫化性能较差,硫化速度慢。 ◎回弹性较差,滞后损失和永久变形较大。
四、氯丁橡胶(CR)(聚氯丁二烯橡胶)
1、分子结构: 由2-氯丁二烯-1,3乳液聚合而得。 反式1,4-结构(约85%),故分子链规整(等同周期短) 为有规立构橡胶――具有结晶性――具有自补强性(10~ 20℃下贮存或拉伸伸长200-300%即发生结晶) 1,2-加成结构(约Байду номын сангаас.5%)――化学活性高(主要的交联中 心);利用烯丙基氯的化学活性,采用氧化锌、氧化镁作硫化 体系。 2、性能特点 优点: ◎耐老化(热、光、氧、臭氧); ◎耐燃; ◎耐油; ◎综合力学性能好。
五、性能特点
1、优点: Tg低(-72℃),弹性温度范围宽,-55~ 130℃,耐寒性好。 自补强性,机械强度非常好(仅次于PUR), 尤其是纯胶配合。 优异的耐屈挠特性。(滞后损失小,多次形变生 热低) 硫化特性、加工性能、粘着性和并用性好。 2、缺点: 耐老化性差;耐油、耐溶剂性差。
第二节 通用橡胶
二、顺丁橡胶(BR)
1、分子结构 顺式1,4-聚丁二烯(顺式1,4-结构含量大于 90%), 有规立构,但很难结晶。 含大量不饱和双键,通常用硫黄硫化。 2、性能 优点: 硫化胶有突出的高弹性与耐寒性(Tg:-105℃); 滞后损失小和动态生热小,耐屈挠龟裂,耐磨; 填充性好。与NBR及SBR相比,可填充更多的油和补强填。 缺点: 纯胶拉伸强度低; 抗撕裂强度低。 耐老化性差。
四、分子结构与结晶性
1、分子结构 异戊二烯的线性高聚物,分子量约35万 顺式1,4-结构,具有立体规整性,为有规立构橡 胶(等规度98%) 2、结晶性 立体规整性 特点:a、分子链柔性大,分子间小,等同周期长 (-10℃或更低温度长期贮存才有明显结晶。 b、解晶后(无定形)的生胶在室温下拉伸 伸长70%以上发生结晶; 硫化胶在室温下拉伸伸长200%以上发生结晶。 (自补强性)