丁二烯 丙烯腈共聚物(NBR)

读书报告

题目丁二烯-丙烯腈共聚物（NBR）

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目录

目录 (i)

1前言 (1)

1.1丁腈橡胶的发展概述 (1)

2丁二烯-丙烯腈共聚合物的合成（及固化） (3)

2.1丁腈橡胶的制备 (3)

2.2丁腈橡胶的配方设计 (4)

2.3丁腈橡胶的选择 (5)

2.4丁腈橡胶的硫化体系 (5)

3丁腈橡胶结构与性能特点、主要用途； (7)

3.1结构与性能特点 (7)

3.1.1丁腈橡胶的结构 (7)

3.1.2丁腈橡胶的性能特点 (9)

3.2主要用途 (10)

3.2.1主要用途 (10)

3.2.2丁腈橡胶的并用 (11)

4丁腈橡胶的成型加工 (12)

4.1丁腈橡胶的加工工艺性能 (12)

4.2丁腈橡胶的成型加工 (12)

4.2.1丁腈橡胶的塑炼工艺 (12)

4.2.2丁腈橡胶的混炼工艺 (12)

4.2.3丁脂橡胶的压延工艺 (13)

4.2.4丁腈橡胶的压出工艺 (13)

4.2.5成型用机械及模具丁腈橡胶模型制品的成型工艺 (14)

4.3丁腈橡胶聚合工艺的改进 (14)

5丁腈橡胶的改性 (15)

5.1丁腈橡胶的基本特性 (15)

5.2丁腈橡胶的化学改性 (15)

5.2.1氢化丁腈橡胶 (15)

5.2.2羧基丁腈橡胶粉 (15)

5.3丁腈橡胶的共混改性 (16)

5.3.1NBR／PVC硫化胶 (16)

5.3.2NBR／HNBR共混橡胶 (16)

参考文献 (17)

1 前言

丁二烯一丙烯腈橡胶又称丁腈橡胶，简称NBR，平均分子量70万左右。灰白色至浅黄色块状或粉状固体，相对密度0.95～1.0。

CH2CH CH CH2

CH2CH3

n

m

CN 丙烯腈含量为26%的丁腈橡胶玻璃化温度Tg=一52℃，脆化温度Tb=一47℃，而丙烯腈含量为40%的丁腈橡胶玻璃化温度Tg=一22℃。溶解度参数δ=8.9～9.9，溶于醋酸乙酯、醋酸丁酯、氯苯、甲乙酮等。丁腈橡胶具有优良的耐油性，其耐油性仅次于聚硫橡胶和氟橡胶，并且具有的耐磨性和气密性。

丁腈橡胶是二十世纪三十年代开始工业化生产的合成橡胶之一，目前，已有十几个厂家进行生产。据不完全统计，生产的品种和牌号大约有200多种。1972年世界丁腈橡胶的总生产能力约为35万吨。

丁腈橡胶具有良好的耐油性能。主要用于汽车工业和航空工业，制造油管、油封、垫圈、油箱以及与油接触的工业制品。此外，还广泛应用于制作贮槽衬里、胶辊、印刷胶版、纺织胶圈、耐油胶布和胶鞋、结构件胶粘剂等以及耐热的橡胶零部件。它与聚氯乙烯和酚醛树脂有非常好的相溶性，所以又常常与树脂并用来加以便用。

丁腈橡胶的缺点是不耐臭氧及芳香族、卤代烃、酮及酯类溶剂，不宜做绝缘材料。耐热性优于丁苯橡胶、氯丁橡胶，可在120℃长期工作。气密性仅次于丁基橡胶。丁腈橡胶的性能受丙烯腈含量影响，随着丙烯腈含量增加，拉伸强度、耐热性、耐油性、气密性、硬度提高，但弹性、耐寒性降低。丁腈橡胶耐臭氧性能和电绝缘性能不佳。耐水性较好。丁腈橡胶主要用于制作耐油制品，如耐油管、胶带、橡胶隔膜和大型油囊等，常用于制作各类耐油模压制品，如O形圈、油封、皮碗、膜片、活门、波纹管、胶管、密封件、发泡等，也用于制作胶板和耐磨零件。

值得注意的是丁腊橡胶的交替共聚，如果在技术能够顺利进展，则很有可能实现工业化生产，这对丁腈橡胶的性能会有重大的改善。

1.1 丁腈橡胶的发展概述

丁腈橡胶最先研究与德国，在1931年首先报导了丁二烯与丙烯腈的共聚物，并对得到的共聚物做了性能鉴定。结果发现，它在耐老化、耐日光、耐热、耐油以及气密性等方面均优于天然橡胶。因而引起人们对这个斯问世的高分子材料以极大的注意。时至1927年德国出于发动侵略战争需要，积极支持和鼓励橡胶的生产，致使丁腊橡胶的工业化生产首先在德国获得成功并出投产。第二次世界大战期间，美国的合成橡胶工业也得到了迅速发展1941年丁腈橡胶在美国工业化。此后不久一些国家也相继开始工业生产，截止到1970年已经有十几个国家能够生产各种牌早的丁腈橡胶。

当前，世界丁腈橡胶总产量逐年有所增长，并有继续发展的趋势。如1968年世界总产量约为25．1万吨，1970年约为29万吨，而l971年达到30．1万吨。根据1970年统计，丁腈橡胶总产量约占合成橡胶总生产能力的4％。

促近年来，世界各国丁腈橡胶产量的增长速度远不如其它品种的合成橡胶。例

如仅从六十年代才开始生产的顺丁橡胶，其世界总产量至1970年就达99万吨，约占合成橡胶总生产能力的14％，可见发展之快。相比之下，丁腈橡胶生产的发展速度较为缓慢。究其原因，首先是由于用途和消耗显所限，这与其性能的缺陷有关。例如热聚法的丁腈橡胶，加工性能较差，塑性低，难于塑炼、混炼，耐油性与耐寒性矛盾较大。此外，耐低温性、抗臭氧化以及介电性能等都不够理想。致使丁腈橡胶的扩大应用受到限制。

其次，是因新型合成弹性体的出现——如具有优异耐油性的氯醇橡胶等——在一些性能上能够代替丁腈橡胶，也使丁腈橡胶在某些应用范围内受排挤。

为了改变上述局面，近些年进行了多方面试验研究，试图对丁腈橡胶进行改性，发展新品种，达到改善丁腈橡胶的加工性能和使用性能的目的，满足不断增长的需要。目前已取得很大进展。

2 丁二烯-丙烯腈共聚合物的合成（及固化）

丁腈橡胶的生产工艺流程与乳聚丁苯橡胶相似,经原料配制、聚合、单体回收、凝聚、洗涤和干燥工序。

聚合工序如下:用丁二烯70,丙烯腈30,H 20100,聚乙酸乙烯0.3和2.5-二甲基-2.5-二(2-乙基乙酰过氧化)已烷0.3份在65℃下反应50h 制成共聚物(橡胶),平均分子量60,000,转化率36%。

单体蒸馏回收丁二烯和丙烯腈后得成品。用30份丙烯腈和70份1.3-丁二烯经处理后与70份丙烯腈和30份丙烯酸甲酯在磺基琥珀酸二辛酯钠盐存在下可制成30%含固量的交联聚合物乳液,与25%MgSO4(用磺基琥珀酸二辛酯钠盐与MgSO4于230℃下反应),反应可制成固体聚合物同样33份30%的固体乳液用30份丙烯腈和70份1.3-丁二烯处理后与70份丙烯腈和30份丙烯酸甲酯在磺基琥珀酸二辛酯钠盐存在下连续反应6h ,滴加H 3PO 4制成交联的乳液(pH4.4)与25%MgSO4溶液混合制成固体。

2.1 丁腈橡胶的制备

一般标准型的丁腈橡胶，是丁二烯与丙烯腈乳液聚合的共聚物。用上述方法制得的丁腈橡胶，分子结构中丁二烯和丙烯腈的排列结合呈无规状，因此丁腈橡胶不易结晶，强度不高。但由于这种方法在工业生产上较为成熟，工艺简单，至今还在广泛应用。现多采用连续生产过程，以提高生产能力。聚合前，先按聚合配方配制好单休及各种助剂溶液，再将聚合釜油真空并通入氮气以排除空气。然后在减压下．物料经计量投入具有玻璃衬巴或不锈钢的聚合釜内进行聚合，并不断搅拌。聚合釜夹套或列管中遁入热水或冷却介质，以控制聚合温度。当转化率达到70一75％时，聚合即告终止。按聚合配方及工艺条件，聚合温度若控制在30一40℃范围，称为高温聚合；控制在5—10℃范围，称为低温聚合。据此所得产物分别称为热聚丁腈橡胶和冷聚丁腈橡胶。

当聚合至规定的转化牢时，将胶乳经过过滤，送入终止槽，同时加入终止剂，再送脱气塔脱除末聚合单体然后打到胶乳混合槽，加入稳定剂混合均匀。继之胶乳再经过滤、凝固，在长网机上洗涤，经真空脱水形成胶带，再通过挤水、干燥，水分含量不超过1％，冷却后进行包装。