液體橡膠詳細介紹

1、液體橡膠詳細介紹液體橡膠一般是指在常溫下為粘稠狀的流動性液體，經(jīng) 過適當?shù)幕瘜W反應(yīng)，可形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而和普通硫化膠 具有類似物理機械性能的物質(zhì)。從加工方面來說，其特點是 能借助某種硫化方法 （ 即擴鏈、交聯(lián)，亦或兩者并舉 ）進行硫 化，并可進行澆鑄或用泵輸送注入模型來制造彈性制品。液 體橡膠和固體橡膠相比，一般分子量較低，大約在20001000 之間，屬預(yù)聚物。在常溫下是流動的液體，為澆注型彈 性體，成型加工方便，加工工藝易于實現(xiàn)機械化、連續(xù)化和 自動化，可減輕勞動強度和改善作業(yè)環(huán)境。一、分類品種與 固體橡膠一樣，根據(jù)液體橡膠主鏈結(jié)構(gòu)的不同，可按下述類 別來分成不同系列； 聚硫橡膠系、 硅

2、橡膠系、 聚氨酯橡膠系、 二烯類橡膠系。前三者第一章中已經(jīng)述及。二烯系液體橡膠 主要有液體丁二烯橡膠、液體丁苯橡膠、液體丁腈橡膠、液 體氯丁二烯橡膠等。液體橡膠通常是一些在分子未端或分子 內(nèi)部有活性官能基的較低分子量的預(yù)聚物，隨著接入官能基 的位置不同，液體橡膠又可分為三種。一種是活性官能團在 主鏈呈無規(guī)分布，即所謂在分子結(jié)構(gòu)內(nèi)帶官能團者，稱為非 遙爪型液體橡膠；第二種是活性官能團處于分子鏈兩端；再 有一種既帶中間官能團又帶端基官能團。后兩種稱為遙爪型 液體橡膠。非遙爪型液體橡膠只通過中間基團的反應(yīng)形成交聯(lián)，故自由末端多，定伸強度低，耐疲勞性差。遙爪型液體 橡膠可通過活性官能團時擴鏈和交聯(lián)反應(yīng)

3、，獲得一種沒有分 子末端的閉合交聯(lián)網(wǎng)，而與固體硫化膠結(jié)構(gòu)類似，從而在物 理機械性能和用途方面能與固體硫化膠相匹敵。因此成為目 前研究的重點，并且著重研究將二烯類遙爪型液體橡膠用于 一般橡膠制品，包括澆注輪胎。在遙爪型液體橡膠中，又因 引入的活性官能團的不同，可得出一系列不同品種的液體橡 膠。活性端基可以有羥基、羧基、硫醇基、氨基、環(huán)氧基、 異氰酸酯基、烯基、溴基等。幾種帶官能團的二烯類液體橡 膠的特征和性質(zhì)見表 2-1。二、液體橡膠的結(jié)構(gòu)從分子設(shè)計 角度看，為了滿足液體橡膠在室溫下具有流動性，經(jīng)化學反 應(yīng)能形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并具有與固體硫化膠相同特性的要 求，必須在結(jié)構(gòu)上滿足下列條件： 1、交

4、聯(lián)點間的分子鏈應(yīng) 具有較大的柔曲性， 分子結(jié)構(gòu)中支鏈要少， 1，4-結(jié)構(gòu)含量多。 2、預(yù)聚分子鏈端應(yīng)具有適當官能團，以便進行鏈增長或交 聯(lián)。3、分子鏈具有適宜的長度，一般=20006000。4、根據(jù)液體橡膠中含的端基來選擇帶有官能團的擴鏈劑或交 聯(lián)劑遙爪型液體橡膠分子中所帶端基種類不同，其反應(yīng)能力也不同，如下所示。低反應(yīng)性端基：-OH、-C = 0、一 Cl、-NR2 中反應(yīng)性端基： CH2Cl 、CHO、COOH 高反應(yīng)性端基： -00H、 -SH、 -NC0、 -C0Cl、 -NH2 等。當反應(yīng)能力高時， 液體橡膠在貯存，加工時 （如混和填料 ）容易發(fā)生問題，必須予以注意。兩端基的極性和締

5、合性，會使液體橡膠發(fā)生顯著的增粘作用。由官能團導致的粘度大小順序為：無官能團V -OH V -COOH V -Br。要使二烯類遙爪型液體橡膠作為通用 橡膠使用，其末端官能團必須具備如下的條件；在不增加貯 存和加工困難的條件下，反應(yīng)性應(yīng)充分的高，和固化劑反應(yīng) 不生成氣體和腐蝕性的有害物質(zhì)等；制造成本低，適于大規(guī) 模生產(chǎn)；每一分子的官能度應(yīng)接近 2.0；固體劑 （擴鏈劑或交 聯(lián)劑 ）使用方便，而且便宜易得。當前，常見的二烯類遙爪 型液體橡膠的官能團是羥基 （-OH）、羧基（-COOH）的溴基 （-BR），據(jù)認為羥基或羧基較好。在綜合考慮成本和穩(wěn)定供應(yīng) 性的問題之后，人們對帶有羥端基的液體丁苯橡膠和

6、液體丁 二烯橡膠最感興趣。羥端基二烯類液體橡膠在遙爪型液體橡 膠中粘度最低，加工也方便，因此成了人們廣泛開發(fā)用途的 對象。三、液體橡膠的硫化液體橡膠與固體橡膠之間最重要 差別在于硫化 （交聯(lián) ）體系。液體橡膠的硫化劑 （或稱固化劑 ） 一般是指擴鏈劑和交聯(lián)劑。為了獲得性能良好的硫化膠，必 須根據(jù)液體橡膠的末端官能團選擇適宜的擴鏈劑和交聯(lián)劑 （如表 2-2） 。從表 2-2看來。硫化體系多是采用氫給予體 （-OH、 -SH、 -NH2 、 -COOH 、 -COSH、 -CONH2 SO2NH2 、 NOH 等）和氫接受體 -NCO、 O、 S、 N 等的加成反應(yīng)體系， 基 本上沒有采用縮合反應(yīng)

7、的例子。 這大概是因為在硫化反應(yīng) （縮 合型 ）中生成的低分子物會導致產(chǎn)生氣泡的緣故。固化劑的選擇原則為；物理機械性能好，無毒或毒性小，粘度適宜，價 格便宜，使用有效期長，能方便調(diào)節(jié)固化溫度和固化時間， 因為常見的二烯類液體橡膠的端基是-OH、-COOH和-Br,它們的固化劑分別是多異氰酸酯， 環(huán)氧化物和多元胺。 此外， 液體橡膠的交聯(lián)還有如下一些特點。 1、許多情況要根據(jù)化 學計算，即按官能團等摩爾原則計算加入交聯(lián)劑的數(shù)量。 2、 由于液體橡膠分子量較小，必須添加較高濃度的交聯(lián)劑才能 增長和交聯(lián)。 3、液體橡膠的硫化溫度范圍較寬，某些液體 橡膠的硫化不要加熱，在室溫下就能產(chǎn)生交聯(lián)作用。4、交

8、聯(lián)機型依賴于端基與交聯(lián)劑 發(fā)生化學反應(yīng)，這一點與固體 橡膠很不一樣。表示了固體橡膠和液體橡膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 模型。遙爪型液體橡膠液體橡膠借助固化劑擴鏈的，其分子 全部被網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所利用，有助于提高液體橡膠彈性。非遙爪 型二烯系液體橡膠，可用普通硫黃和有機過氧化物進行交 聯(lián)，每個液體橡膠分子殘留兩個自由鏈端。一般說來，這種 自由鏈端對橡膠彈性沒有貢獻，使交聯(lián)物發(fā)脆，并且影響動 態(tài)性能。四、液化橡膠的加工 液體橡膠由于分子量較低， 在常溫下是粘稠狀的液體，粘度一般為550P S,加工操作比較容易，采用涂料磨等可進行混合，便于實現(xiàn)機械化、 連續(xù)化和自動化。一次混合是指將液體橡膠和以炭黑為代表 的粉狀補

9、強填充劑或纖維補強劑 ，以及操作油等預(yù)先進行 良好混合。首先在預(yù)混裝置中用液體將填充劑充分濕潤，然后其通過大型三輥磨機。 當不需要將固體填充劑進行混 合分散時，可省去一次混合，而直接從二次混合開始加工。 二次混合原則上是將液體橡膠成分和擴鏈、交聯(lián)等固化劑， 以及各種添加劑在液體狀態(tài)下進行混合。二次混合所采用的 方法可大致分三種：一是機械混合，螺桿混合機即屬這種： 二是靜態(tài)混合， 如 Kenics 混合機即是典型設(shè)： 三是沖擊混合， 如反應(yīng)注壓硫化法 （RIM） 。 液體橡膠的成型方法有很多 種。現(xiàn)可供選用的成型方法是： RLM 成型、澆鑄成型、注射 成型、傳遞成型、壓縮成型、旋轉(zhuǎn)成型、噴霧涂布

10、、浸漬等。 五、液體橡膠的用途液體橡膠是一種新型合成材料。它加工 簡便，適于澆鑄、制造形狀尺寸復雜的橡膠制品，能在戶外 進行噴涂并有良好的涂覆性，可以現(xiàn)場硫化，且因動力消耗 低（約比固體橡膠低 50%） ，易于實現(xiàn)連續(xù)化和自動化生產(chǎn)。 因此，盡管它目前原材料價格高，強度還較差，但應(yīng)用范圍 已經(jīng)很廣闊。液體橡膠廣泛用于膠粘劑、涂料、密封嵌縫材 料，各種工業(yè)彈性制品等。此外，液體橡膠還可用反應(yīng)性操 作油，改善固體橡膠的加工性， 提高硫化膠的物理機械性能。 液體橡膠用作樹脂的改性材料也已經(jīng)實用化。液體橡膠的具 體用作見表。 表 液體橡膠的用途 1、 膠粘劑、接著劑 （無溶劑類 ）2、涂料、金屬等的涂覆材料 3、 在常溫涂覆的防水、耐化學藥品保護膜4、走廊、體育館等的地板鋪裝 5、火藥等粉體的粘結(jié)劑 6、人造革、合成皮革、 彈性纖維的原料 7、多孔制品及防震材料 8、橡膠或塑料用 反應(yīng)性改性劑 9、土壤穩(wěn)定劑、 改土劑 10、彈性鑄型