氯丁橡胶综述

氯丁橡胶知识整理

eoprene rubber does not has just one outstanding property. But its balance of properties is unique among the other types of synthetic rubber.

1.简介

氯丁橡胶（简称CR ）是由2-氯-1,3-丁二烯为单体，通过乳液聚合而成的一种合成橡胶。理论上可以认为，氯丁橡胶具有如下的结构和组成：

反式1,4结合含量大，意味着分子呈规则的线性排列，氯丁橡胶结构规整性强，因而比天然橡胶更易结晶。由于分子中含有电负性极大的Cl 原子，所以，CR 是一种极性橡胶，分子间力较大，分子链柔性较差。另外，由于Cl 原子连接在双键一侧的碳原子上，诱导效应的结果，使双键和氯原子的活性大大降低，不饱和程度大幅度下降，从而提高了氯丁橡胶的结构稳定性。

氯丁橡胶于1931年由美国杜邦公司命名为Duprene 进行销售，后来于1936年又改名为Neoprene 。之后的近30年，氯丁橡胶的供应，基本上为杜邦公司所垄断。直至进入60年代，世界各国才陆续发展了自己的氯丁橡胶，现在已有10多个国家生产氯丁橡胶，尽管各国的氯丁橡胶牌号有所不同，但其生产方法大致是相同的。 2.分类

N

（反式1,4）约85%

（顺式1,4）约10% （顺式1,2）约1.5% （顺式3,4）约1.0%

根据不同的性能和在一些工业部门的适用情况氯丁橡胶品种可分为两大类：

（1）通用型（硫磺调节型和硫醇调节型）

此类氯丁橡胶的商品牌号为GN、GN-A、GRT、W和WRT。通用型氯丁橡胶可以分为两类：即采用硫磺调节的，以二硫化秋兰姆作稳定剂的“G”型，以及不含这些化合物的非硫化调节的“W”型。G型和W型氯丁橡胶的性能比较如下表：

G型W型

原

料

生胶稳定性没有W型稳定（除GT外）很稳定

加工性促进剂不用也可硫化必须用

塑炼效果有效，根据品种不同也可利用塑解剂塑炼效果不大

粘辊性大小

胶料挺性因塑炼而减小除WB以外，均较大

压出状态可压出光滑表面塌瘪崩裂少

硫化速度受促进剂的影响比W型小随促进剂种类和用量的不同

而变化较大

物性撕裂强度比W型强

弹性比W型大

伸长率比W型大

压缩永久变形

高温下比G型好耐热性比G型号

耐屈挠龟裂性比W型号

抗张强度含胶率高时比W型大高填充时比G型大其它性质如耐候、耐臭氧、耐燃性等两者相当

应用要求胶料柔软的制品以及复杂制品，

要求在高温下有较高撕裂强度时

要求硫化中变形小的制品，强

调耐热的制品、要求高温稳定

性好的制品。

（2）专用型（粘结型和其它特殊用途型）

此类氯丁橡胶的牌号为AC、CG、KNR、Q和S。

其它特殊用途氯丁橡胶：

氯苯橡胶：2-氯-1,3-丁二烯和Styrene的共聚物，引入Styrene使聚合物获得优异

的抗结晶性，以改善耐寒性（不改善玻璃化温度），用于耐寒制品。

氯丙橡胶：2-氯-1,3-丁二烯和Acrylonitrile的非硫调节共聚物，Acrylonitrile掺混量有5%、10%、20%和30%不等，引入Acrylonitrile增加聚合物的极性，提高耐油性。

3.配合

氯丁橡胶由于其分子中含有氯的关系，所以实际上广泛采用以金属氧化物作为酸接受体的配方体系。氯丁胶的配合体系和其它二烯类橡胶比较，其不同点如下：

（1）不能采用硫磺硫化体系。即使采用硫磺，也仅起辅助硫化的作用；

（2）需要使用金属氧化物。虽然氧化锌也用于其它橡胶，但其作用机能却与此不同；

（3）硬度、抗张强度及伸长等一般橡胶物性，可通过使用填充剂、软化剂及其它配合剂的组合而获得。

所以，作为基本配方应包括：氯丁橡胶、金属氧化物、填充剂、软化剂、加工助剂、防老剂和促进剂等。

填充剂炭黑：由于氯丁橡胶和丁苯橡胶不同，属于结晶性聚合物，所以，即使纯橡胶也具有很高的物理特性值。因此，配合粒径较大的半补强炉黑和粒径较小的高耐磨炉黑，其抗张强度差别并不大。但是炭黑的粒径越小，硫化胶的硬度和定伸强度就越高，伸长率和弹性也就越低。

增塑剂：氯丁胶的软化剂和其它通用橡胶一样，多采用操作油。根据操作油和氯丁胶的相容性，石蜡系油可用5份；环烷系油可用20~25份；芳香系油可用50份以上。当要求耐低温时，需要使用酯类增塑剂。酯的软化效果比操作油大，一般4份操作油仅和3份酯的软化效果相当。

4.塑炼

硫磺调节型氯丁橡胶用低温塑炼可取得可塑性，在较大的剪切力作用下，粘度下降也较大。W型氯丁胶，氧化或机械塑炼对其均无效。下图表示了开炼机塑炼时间和温度对氯丁橡胶门尼粘度的影响。

炼胶温度应比天然橡胶底，否则剪切力不够，配合剂分散不开。

5.混炼

（1）开炼机混炼

氯丁胶的混炼生热比天然橡胶大，所以氯丁胶混炼的批量要稍小一些。直到加入硬质填充剂之前，都应冷却辊筒。下表为氯丁橡胶的标准开炼机混炼范例：

操作程序需要时间min 累计时间min

1.辊距定为6mm，通冷却水0 0

2.塑炼聚合物使之包辊（割胶打卷两次） 5 5

3.加氧化镁 2 7

4.加防老剂、防焦剂 1 8

5.加硬质填充剂（细粒径炭黑、二氧化硅等） 3 11

6.加软质填充剂（软质炭黑、无机填充剂等） 2 13

7.加软化剂（石蜡、凡士林、硬脂酸等） 2 15

8.加油（慢慢加） 4 19

9.加氧化锌、促进剂 6 25

10.左右割胶打卷六次，下片、冷却——

（2）密炼机混炼

各种密炼机都适宜于用来塑炼氯丁橡胶和制造氯丁橡胶胶料。为了正确地进行此项作业，应该遵守用开放式炼胶机进行冷塑炼和混炼时的那些基本原则。在实际生产中密炼机的温度应尽可能低。氯丁胶因其混炼生热比丁苯胶等严重，故其装胶容量应略为减小，一般定为60%。密炼机混炼的标准操作范例如下表：

操作程序需要时间min 累计时间min