乙丙橡胶的合成工艺

乙丙橡胶的合成工艺

目录

一、背景知识..........................................................................１

二、聚合原理的概述..............................................................１

三、乙丙橡胶的用途..............................................................２

四、聚合途径 (4)

五、聚合体系各组分及其应用 (7)

六、配方 (9)

七、聚合工艺过程 (12)

八、安全及三废处理事项 (14)

九、聚合技术发展 (14)

十、参考文献 (15)

十一、后记 (16)

乙丙橡胶的合成工艺

一、背景知识：

合成橡胶与天然橡胶，都是具有高弹性质的高分子，他们可以统称为弹性体。这些聚合物具有受力后可延伸至原长的两倍的以上，去除外力后，能够迅速回复至原来的长度。

合成橡胶主要是以天然气、煤、石油等天然资源为基础原料，通过有机合成的方法制得所需要的单体，然后再聚合成所需要的聚合物。这种聚合物，在一定范围内，可以像天然橡胶一样具有高度的弹性，可用来替代产量并不丰富的天然橡胶，统称为合成橡胶。

合成橡胶按性能与用途来分，可分为通用合成橡胶和特种合成橡胶两大类。凡是性能与天然橡胶近似，而且物理机械性能以及加工性能良好，可以广泛用于轮胎和其他一般橡胶制品的，统称为通用橡胶；凡是具有特殊性能，可用作耐热、耐寒、耐溶剂、耐辐射、耐化学腐蚀等特种橡胶制品的，统称为特种橡胶。通用橡胶与特种橡胶分类范围是相对的。随着科技的进步与发展，橡胶工业领域的应用范围扩大，在一些情况下，某种合成橡胶的归属可以相互转化的。

乙丙橡胶（EPR），是乙烯与丙烯的共聚物，属于通用橡胶的范围，一般是使用齐格勒-纳塔型引发剂来合成这种聚合物的。由于共聚物中，乙烯的链段很长，非常容易结晶，所以它不是弹性体。后来使用了，Ａ１－Ｖ引发剂后，才真正的合成了乙烯－丙烯的共聚弹性体。

二、聚合原理的概述：

1.反应方程式：

CH3 CH3

｜催化剂︱

CH2= CH2 + CH= CH2 ( CH2-CH2)m（CH-CH2）n

乙烯丙烯EPM共聚物

CH3

｜催化剂

CH2= CH2 + CH= CH2 +二烯烃

CH3

︱

(CH2--- CH2)m—（CH—CH2）n—（二烯烃）y

EPDM三元共聚物

2.反应机理：合成工艺主要有两种：溶液法和悬浮法。溶液法是以己烷为溶剂，

以ＶＯＣｌ

３－Ａｌ（Ｃ

２

Ｈ

５

）

１．５

Ｃｌ

１．５

活性剂为引发体系，使用二烷基锌或

氢为分子量调节剂。悬浮法中，以液态丙烯为悬浮介质的条件下进行的共聚反应。以乙烯、丙烯为主要单体，其聚合机理属于配位离子型聚合反应范畴。聚合时，先是单体上双键的∏电子在引发剂活性中心的空位上进行络合反应，由于R-V 键变弱，以致产生断裂，单体分子就插入R-V键上，链的增长按这种方式不断重复进行着。

三、乙丙橡胶的主要用途：

因为乙丙橡胶大分子主链上为完全饱的结构，因此呈现出优良的耐候性、耐氧及臭氧、耐辐射性、极好的电绝缘性、耐热性、耐化学介质、高强度和高伸长率等卓越性能。乙丙橡胶的使用温度范围在－５７~１５０℃。而且，它的弹性较大，压缩变形很小，发热低，密度小，还能耐极性溶剂，因此其应用非常广泛，消耗量逐年增加。但是，它的缺点是不耐脂肪烃及芳烃，粘附性较差，硫化速度较慢。它的综合性能介于丁苯橡胶和天然橡胶之间。目前的主要用途是：

① ..汽车领域在汽车制造行业中乙丙橡胶应用是量最大的，其主要使用

用途是汽车的密封条、空调软管、火花塞护套、散热器软管、胶管、

胶垫等。而在汽车密封条的行业中，主要利用的是EPDM的耐臭氧、

弹性、耐候性的特点，其中ENB型的EPDM橡胶已成为汽车密封条

的主体材料，国内生胶年消耗量已超过了1万吨，但由于品种的关系，

有一半还是主要依靠进口。由于热塑性三元乙丙橡胶EPDM/PP强度

高、柔性好、涂装光泽度高、易回收利用的特点，在国内外汽车保险

杠和汽车仪表板生产中已作为主导材料。预计到2010年仅汽车保险杠

和仪表板两项产品，EPDM/PP的国内年用量可达4.5万吨。此类产品

的回收利用主要采用的工艺方法是：首去掉产品表面的涂料-粉碎-清

洗-再造粒-添加新料后生产新产品。这样在保险杠和仪表板生产中，

能节约大量原材料并取得较好的经济效益。目前，我国乙丙橡胶在汽

车工业中的用量占全国乙丙橡胶总用量的42%-44%，其中还不包括船

舶、列车和集装箱密封条的乙丙橡胶用量。但是由于乙丙橡胶的粘接

性能不好，在汽车轮胎行业中在大量用料的轮胎主体和胎面部位上无

法推广使用乙丙橡胶，只在内胎、白胎侧、胎条等部位少量使用乙丙

橡胶。

②.建筑行业由于乙丙橡胶具有优秀的耐水性、耐热性、耐寒性和耐候性，又有施工简便等特点，因此乙丙橡胶在建筑行业中主要用于塑胶运动场、防水卷材、房屋门窗密封条、玻璃幕墙密封、卫生设备和管道密封件等。乙丙橡胶在建筑行业中用量最大的还数塑胶运动场和防水卷材，就国内用量而言已占乙丙橡胶总用量的26%-28%。用EPDM生产的防水卷材已逐渐代替其他材料(如CMS)制作的防水卷材，尤其是用于地下建筑的防水卷材。

③.电气和电子行业在电气和电子行业中主要利用乙丙橡胶的优良电绝缘性、耐候性和耐腐蚀性，在许多电气部件中采用了此类橡胶。例如用乙丙橡胶生产电缆，尤其是海底电缆用EPDM或EPDM/PP代替了PVC/NBR制作电缆的绝缘层，电缆的绝缘性能和使用寿命有了大幅度提高。在变压器绝缘垫、电子绝缘护套方面也大量采用了乙丙橡胶制作。

④.乙丙橡胶与其他橡胶并用也是乙丙橡胶应用的一个很大的领域，乙丙橡胶与其他橡胶并用在性能上可互补并改善工艺和降低成本。但由于各种配合剂对不同高聚物的亲合能力各异，共硫化性又取决于各高聚物交联效率，不同高聚物并用共混不可能达到分子级相容，而是分相存在的不均体系。配合剂的这种相间不均分配，对乙丙并用橡胶的性能有重大影响。

(1)三元乙丙橡胶与丁基橡胶有较好的相容性和共硫化性，此两胶并用物理机械性能呈加和性，丁基橡胶可改善乙丙橡胶气密性，提高撕裂性和隔音性；而