高分子材料之合成橡胶
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§2 合成橡胶（Synthetic Rubber）SR
§2-1 合成橡胶的品种分类
按性能和用途分： 通用型：性能与NR相近，而物性和加工性能较好， 能广泛用于轮胎及其它一般制品。 特种型：具有特殊性能，专门用于制作耐热、耐寒、 耐油耐溶剂及耐辐射等特种橡胶制品的。
高分子材料之合成橡胶
1976年ISO和美国ASTM公布的橡胶分类法：（系按橡胶主链 组成、结构特征分）
高分子材料之合成橡胶
2. 顺丁橡胶（Butadiene Rubber）BR
⑴ BR的分类与组成结构
a. 分类
高顺式BR：顺式1，4占97%，最重要
溶聚
（弹性高，生热性小，Tg=-105℃） 中顺式BR：顺式1，4占90~95%
低顺式BR：顺式1，4占35%左右
乳聚：反式1，4结构含量较高。
高分子材料之合成橡胶
3. 氯丁橡胶（Chloroprene Rubber）CR
⑴ 分类
CR按聚合条件、结构特性及用途可分类如下：
硫磺调节型（G型）
通用型
非硫磺调节型（W型）
CR
粘接型
专用型
特殊型
高分子材料之合成橡胶
a. 硫磺调节型（G型）：采用S和秋兰姆（TETD）作调节剂， 由乳液聚合制得，结构比较规整，可单独用金属氧化物 （MgO、ZnO）硫化，加工时易粘辊和焦烧。商品牌号有 GN和GN-A型。
M类：系主链以（CH2）x为基础的饱和碳链R，例： EPM、EPDM、FPM、ANM、CSM。
Q类：系主链含硅的R，例：二甲基硅橡胶（DMQ）、 甲基乙烯基硅橡胶（MVQ）等。
高分子材料之合成橡胶
O类：系主链含有氧的R，例：聚醚R（均聚型CO、共聚型 ECO）。
R类：系不饱和碳主链R，例：IR、BR、CR、SBR、 NBR、IIR、CIIR、BIIR。
b. 非硫磺调节型（W型）：采用硫醇作调节剂，由乳液聚合 而得。由于分子不含S，需用金属氧化物、S或硫脲类化合 物如Na-22为促进剂硫化，又因不含S，故贮存稳定性好。 商品牌号有W、WD等，国产54-1型。
高分子材料之合成橡胶
⑵ CR的结构特点
Cl
代表式：W型 （CH2—C=CH—CH2 ）n 反式1，4结构为主
G型 （CH2—C=CH—CH2 ）n Sx—
Cl
n=80~110，x=2~6 高分子材料之合成橡胶
① 经红外吸收光谱等研究表明，CR的微观结构主要是由反式1， 4-氯丁二烯连接而成，也含有少量1，2和3，4加成结构：反 式1，4 85%；顺式1，4 10%；1，2、3，4结构不到5%。
② CR虽为不饱和碳主链二烯类均聚型R，但其1，4结构中包含 氯乙烯型结构，因有pπ共轭效应，使氯原子不活泼和C=C反 应活性降低，而少量1，2结构所形成的烯丙基氯反应性大， 提供活性氯可被取代进行MeO硫化交联反应。
高分子材料之合成橡胶
③ CR中碳主链上带强负电性氯原子吸电子基，所以为极 性R刚性链因而柔性较小。
④ 因系反式1，4结构为主，等同周期为4.8A，结构规整， 结晶性大，常温下易结晶。
高分子材料之合成橡胶
⑶ 基本特性 CR密度为1.5~1.25㎏/dm3，Tg=- 40℃
① 物理性能 a.优良的耐油、耐溶剂性能（因极性R）：耐油性仅次于NBR而 优于其他通用R。 b.电性能：体积电阻109~1012Ω·cm。因含有极性氯原子，故电 绝缘性不好，比NR、SBR、IIR低，但一般电气工业使用没问 题。
线型主链柔性非常好。 ➢ 高顺式1，4结构，立体规整有结晶性，但较NR弱。
高分子材料之合成橡胶
⑵ 基本特性
γ=0.93kg/dm3
显高弹性胶料的结构条件：
① 线型长链高分子结构；
② 链柔性大，链间作用力较小，呈粘弹态而不结晶和非玻 璃态；
③ 适当交联消除链间滑移，能避免塑性形变。
高分子材料之合成橡胶
① 物理性能 a. 弹性：在通用胶中最高。 b. 耐寒性、耐磨性、动态生热性都比NR好。 c. 强度：BR亦为结晶性R，但其纯胶强度低需用C. B补强。扯断强度：
5~8MPa。 d. 耐热氧老化性较优于NR，但老化后期（轮胎）产生崩花掉块（硬
化）。 e. 抗湿滑性、抗撕性不好 f. 耐介质性：为非极性R，不耐油、有机溶剂。
T类：系主链含S的R，例聚硫橡胶（T）。 U类：系主链含碳氧和氮的R，例：聚氨酯橡胶（PU）
高分子材料之合成橡胶
§2-2 通用型合成橡胶
按R结构不同及聚合方式的不同，我们把通用型SR分成 以下三组：
不饱和碳主链二烯类均聚型R——IR、BR、CR 不饱和碳主链二烯类共聚型R——SBR、NBR 饱和碳主链烯烃类共聚型R——IIR、EPDM
高分子材料之合成橡胶
② 化学性质：属不饱和R，可与S及O2进行反应，但其化学活性 比NR差，硫速较慢，耐老化性好。
③ 加工性能 a. 冷流性大（生胶的冷流现象是缓慢的粘性流动）。 b. 包辊性及粘着力较差：混炼时易脱辊、破裂（60~70℃时），
故操作中采用40℃以下，密炼时常采用逆炼法。
高分子材料之合成橡胶
高分子材料之合成橡胶
一. 不饱和碳主链二烯类均聚型R—— IR、BR、CR
IR： —CH2—C=CH—CH2— CH3
BR：—CH2—CH=CH—CH2—
CR： —CH2—C=CH—CH2—
Cl
高分子材Fra Baidu bibliotek之合成橡胶
1. 异戊橡胶（Isoprene Rubber）IR ⑴ 结构
CH3 代表式 （CH2—C=CH—CH2 ）n 主要为顺式1，4结构
b. 结构分析 化学结构式（ CH2—CH=CH—CH2 ）n
n约为6000~7000 M=30~40万
BR聚集态：比NR难结晶（等同周期8.6A）。
高分子材料之合成橡胶
c. 结构特点 ➢ C—C主链组成，有C=C双键，为非极性、 不饱和R。 ➢ C—C上无任何取代基，邻接双键的单键内旋转受阻小，
由于IR的结构式与NR同，因此我们将IR与 NR对比作介绍。
高分子材料之合成橡胶
IR与NR在结构与组成上有以下不同点： 胶质均匀纯度高 结晶性﹤NR
分子量分布仅为单峰 凝胶没有NR高 门尼粘度较低，一般不用塑炼
高分子材料之合成橡胶
⑵ 基本特性 a. 强度性能没有NR高。 b. 硫化速度慢，焦烧性较好。 c. 辊筒收缩率比NR低（优点）。（与IR的 d. 耐水性、电绝缘性均好于NR。 e. 易于塑炼，或可除去塑炼过程。 f. 耐老化性比NR稍差。
§2-1 合成橡胶的品种分类
按性能和用途分： 通用型：性能与NR相近，而物性和加工性能较好， 能广泛用于轮胎及其它一般制品。 特种型：具有特殊性能，专门用于制作耐热、耐寒、 耐油耐溶剂及耐辐射等特种橡胶制品的。
高分子材料之合成橡胶
1976年ISO和美国ASTM公布的橡胶分类法：（系按橡胶主链 组成、结构特征分）
高分子材料之合成橡胶
2. 顺丁橡胶（Butadiene Rubber）BR
⑴ BR的分类与组成结构
a. 分类
高顺式BR：顺式1，4占97%，最重要
溶聚
（弹性高，生热性小，Tg=-105℃） 中顺式BR：顺式1，4占90~95%
低顺式BR：顺式1，4占35%左右
乳聚：反式1，4结构含量较高。
高分子材料之合成橡胶
3. 氯丁橡胶（Chloroprene Rubber）CR
⑴ 分类
CR按聚合条件、结构特性及用途可分类如下：
硫磺调节型（G型）
通用型
非硫磺调节型（W型）
CR
粘接型
专用型
特殊型
高分子材料之合成橡胶
a. 硫磺调节型（G型）：采用S和秋兰姆（TETD）作调节剂， 由乳液聚合制得，结构比较规整，可单独用金属氧化物 （MgO、ZnO）硫化，加工时易粘辊和焦烧。商品牌号有 GN和GN-A型。
M类：系主链以（CH2）x为基础的饱和碳链R，例： EPM、EPDM、FPM、ANM、CSM。
Q类：系主链含硅的R，例：二甲基硅橡胶（DMQ）、 甲基乙烯基硅橡胶（MVQ）等。
高分子材料之合成橡胶
O类：系主链含有氧的R，例：聚醚R（均聚型CO、共聚型 ECO）。
R类：系不饱和碳主链R，例：IR、BR、CR、SBR、 NBR、IIR、CIIR、BIIR。
b. 非硫磺调节型（W型）：采用硫醇作调节剂，由乳液聚合 而得。由于分子不含S，需用金属氧化物、S或硫脲类化合 物如Na-22为促进剂硫化，又因不含S，故贮存稳定性好。 商品牌号有W、WD等，国产54-1型。
高分子材料之合成橡胶
⑵ CR的结构特点
Cl
代表式：W型 （CH2—C=CH—CH2 ）n 反式1，4结构为主
G型 （CH2—C=CH—CH2 ）n Sx—
Cl
n=80~110，x=2~6 高分子材料之合成橡胶
① 经红外吸收光谱等研究表明，CR的微观结构主要是由反式1， 4-氯丁二烯连接而成，也含有少量1，2和3，4加成结构：反 式1，4 85%；顺式1，4 10%；1，2、3，4结构不到5%。
② CR虽为不饱和碳主链二烯类均聚型R，但其1，4结构中包含 氯乙烯型结构，因有pπ共轭效应，使氯原子不活泼和C=C反 应活性降低，而少量1，2结构所形成的烯丙基氯反应性大， 提供活性氯可被取代进行MeO硫化交联反应。
高分子材料之合成橡胶
③ CR中碳主链上带强负电性氯原子吸电子基，所以为极 性R刚性链因而柔性较小。
④ 因系反式1，4结构为主，等同周期为4.8A，结构规整， 结晶性大，常温下易结晶。
高分子材料之合成橡胶
⑶ 基本特性 CR密度为1.5~1.25㎏/dm3，Tg=- 40℃
① 物理性能 a.优良的耐油、耐溶剂性能（因极性R）：耐油性仅次于NBR而 优于其他通用R。 b.电性能：体积电阻109~1012Ω·cm。因含有极性氯原子，故电 绝缘性不好，比NR、SBR、IIR低，但一般电气工业使用没问 题。
线型主链柔性非常好。 ➢ 高顺式1，4结构，立体规整有结晶性，但较NR弱。
高分子材料之合成橡胶
⑵ 基本特性
γ=0.93kg/dm3
显高弹性胶料的结构条件：
① 线型长链高分子结构；
② 链柔性大，链间作用力较小，呈粘弹态而不结晶和非玻 璃态；
③ 适当交联消除链间滑移，能避免塑性形变。
高分子材料之合成橡胶
① 物理性能 a. 弹性：在通用胶中最高。 b. 耐寒性、耐磨性、动态生热性都比NR好。 c. 强度：BR亦为结晶性R，但其纯胶强度低需用C. B补强。扯断强度：
5~8MPa。 d. 耐热氧老化性较优于NR，但老化后期（轮胎）产生崩花掉块（硬
化）。 e. 抗湿滑性、抗撕性不好 f. 耐介质性：为非极性R，不耐油、有机溶剂。
T类：系主链含S的R，例聚硫橡胶（T）。 U类：系主链含碳氧和氮的R，例：聚氨酯橡胶（PU）
高分子材料之合成橡胶
§2-2 通用型合成橡胶
按R结构不同及聚合方式的不同，我们把通用型SR分成 以下三组：
不饱和碳主链二烯类均聚型R——IR、BR、CR 不饱和碳主链二烯类共聚型R——SBR、NBR 饱和碳主链烯烃类共聚型R——IIR、EPDM
高分子材料之合成橡胶
② 化学性质：属不饱和R，可与S及O2进行反应，但其化学活性 比NR差，硫速较慢，耐老化性好。
③ 加工性能 a. 冷流性大（生胶的冷流现象是缓慢的粘性流动）。 b. 包辊性及粘着力较差：混炼时易脱辊、破裂（60~70℃时），
故操作中采用40℃以下，密炼时常采用逆炼法。
高分子材料之合成橡胶
高分子材料之合成橡胶
一. 不饱和碳主链二烯类均聚型R—— IR、BR、CR
IR： —CH2—C=CH—CH2— CH3
BR：—CH2—CH=CH—CH2—
CR： —CH2—C=CH—CH2—
Cl
高分子材Fra Baidu bibliotek之合成橡胶
1. 异戊橡胶（Isoprene Rubber）IR ⑴ 结构
CH3 代表式 （CH2—C=CH—CH2 ）n 主要为顺式1，4结构
b. 结构分析 化学结构式（ CH2—CH=CH—CH2 ）n
n约为6000~7000 M=30~40万
BR聚集态：比NR难结晶（等同周期8.6A）。
高分子材料之合成橡胶
c. 结构特点 ➢ C—C主链组成，有C=C双键，为非极性、 不饱和R。 ➢ C—C上无任何取代基，邻接双键的单键内旋转受阻小，
由于IR的结构式与NR同，因此我们将IR与 NR对比作介绍。
高分子材料之合成橡胶
IR与NR在结构与组成上有以下不同点： 胶质均匀纯度高 结晶性﹤NR
分子量分布仅为单峰 凝胶没有NR高 门尼粘度较低，一般不用塑炼
高分子材料之合成橡胶
⑵ 基本特性 a. 强度性能没有NR高。 b. 硫化速度慢，焦烧性较好。 c. 辊筒收缩率比NR低（优点）。（与IR的 d. 耐水性、电绝缘性均好于NR。 e. 易于塑炼，或可除去塑炼过程。 f. 耐老化性比NR稍差。