橡膠的原料-生膠

1、彈性體材料與加工,許博 Tel：01068985233；Phone四、本科程的特點,1.專業(yè)性強 2. 需記憶的東西多： 各種常用生膠的代號、性能、結(jié)構(gòu)。 配合劑的品種、分類、性能等。 各工藝過程的工藝條件。 3.理論性、實踐性強。,五、常見概念,1.橡膠,生膠 原料橡膠，即沒有 經(jīng)過加工和配合的未交聯(lián) 狀態(tài)的橡膠。分子呈 線型結(jié)構(gòu)。,硫化膠 生膠經(jīng)過加工和配合 已交聯(lián)的橡膠。即交聯(lián)結(jié)構(gòu) 的橡膠。,按 形 態(tài) 分,固態(tài)生膠 (干膠),膠乳或 乳膠,指高聚物的粒子分散在水介質(zhì)中所形成的具有一定穩(wěn)定性的膠體分散體系。,彈性高聚物，是未交聯(lián)和已交聯(lián)兩種狀態(tài)的總稱。,六、常見

2、概念,2.橡膠類似物 指橡膠代用品，可部分代替 橡膠來使用。如再生膠、硫化膠粉。,五、生膠和配合劑,配合劑在生膠中所加入的各種化學(xué)藥品。 類型 功能 生膠及橡膠類似物 基本材料（主體） 硫化體系（硫化劑促進(jìn)劑 起硫化作用 活性劑防焦劑） 補強填充劑 改善某些性能（提高物機性 能，降低成本） 軟化增塑劑 改善加工操作性能 防老劑 改善（提高）質(zhì)量，延長使 用壽命 專用配合劑 賦予特殊性能,第一章 生 膠,學(xué)習(xí)要求 概 述 第一節(jié) 天然橡膠 第二節(jié) 合成橡膠 第三節(jié) 其它形式橡膠品種 第四節(jié) 硫化膠粉和再生膠,第一章 生 膠（學(xué)習(xí)要求）,學(xué)習(xí)目的： 生膠和橡膠類似物是橡膠工業(yè)最基本的原料。通過本章

3、的學(xué)習(xí)，了解各種生膠的化學(xué)組成（結(jié)構(gòu)）和品種類型以及其使用特點。掌握天然膠和主要通用合成橡膠的特性。 學(xué)習(xí)重點： 重點闡明天然橡膠和通用合成膠的化學(xué)組成與特性之間的關(guān)系。 學(xué)習(xí)難點： 生膠的化學(xué)組成與特性之間的關(guān)系。,概 述,一、橡膠的分類,1.按來源與用途分 2.按外觀形態(tài)分 3.按交聯(lián)方式 4.按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類,1.按來源與用途分,天然橡膠 通用合成橡膠 合成橡膠 特種合成橡膠,2.按外觀形態(tài)分,固體（塊狀及片狀）橡膠為目前工 業(yè)應(yīng)用的主要品種 液體橡膠 粉末橡膠,3.按交聯(lián)方式分,化學(xué)交聯(lián)的傳統(tǒng)橡膠 熱塑性彈性體,4.按化學(xué)結(jié)構(gòu)分,碳鏈橡膠,雜鏈橡膠,不飽和非極性橡膠：NR、SBR、BR、

4、IR,不飽和極性橡膠：NBR、CR,飽和非極性橡膠：EPM、EPDM、IIR,飽和極性橡膠：FPM、CPE、 ACM、 丁吡橡膠、 聚乙烯醇橡膠、 乙烯-丙烯酸甲酯橡膠,MVQ、AU、EU、CO、ECO、T,二、天然橡膠與合成橡膠的比較,注：天然膠與某一種合成膠相比則用途較廣， 若與整類合成膠相比則用途較窄,第一節(jié) 天然橡膠（Natural Rubber）,一、天然橡膠的加工、品種和分級 二、天然橡膠的化學(xué)成分和分子結(jié)構(gòu) 三、天然橡膠的特性及用途,天然橡膠的來源,一、天然橡膠的加工、品種和分級,天然橡膠是從天然植物中采集并經(jīng)加工而得到的一種高彈性材料。 1、加工,膠乳處理,凝 固,機械處理,干

5、 燥,產(chǎn)品分級包裝,凈化、混合、稀釋,用甲酸或乙酸凝固,脫水、壓縐、造粒,采用熱風(fēng)穿透干燥法,2、品種,三葉橡膠樹產(chǎn)的橡膠： 通用類 特種類 改性類 其他植物產(chǎn)的橡膠： 銀菊橡膠 杜仲橡膠,恒粘橡膠,它是在制膠時加入了占干膠重量0.4%的中性鹽酸羥胺或中性硫酸羥胺或氨基脲等羥胺類化學(xué)藥劑，使之與橡膠鏈上的醛基作用，將醛基鈍化而抑制生膠貯存硬化，保持生膠的粘度在一個穩(wěn)定的范圍。 固定粘度橡膠的主要特點是生膠門尼粘度低而且穩(wěn)定。,3、分級,1.按外觀質(zhì)量分級 如煙膠片及縐膠片,2.按理化指標(biāo)分級 理化指標(biāo)： 雜質(zhì)、塑性保持率、塑性初 值、氮含量、灰分含量 揮 發(fā)分含量、顏色指數(shù)等。,顆粒膠按此法分

6、級,兩種分級方法,二、天然橡膠的化學(xué)成分和分子結(jié)構(gòu),1.化學(xué)成分,橡膠烴： 92%95%,非橡膠物質(zhì)： 蛋白質(zhì)（2.0%3.0%） 丙酮抽出物（1.5%4.5%） 水分（0.3%1.0%） 水溶物（1.0%） 灰分（0.2%0.5%）,三葉橡膠： 杜仲膠、古塔波膠等：,2、分子結(jié)構(gòu),三葉橡膠絕大多數(shù)分子量在3萬3000萬之間，其平均分子量約為70萬左右，分子量分布指數(shù)在2.810之間。分子量分布一般為雙峰。,3、分子量及其分布,4、特性 NR的密度為0.913g/cm3，Tg= 72,Tf=130， 開始分解溫度為200，激烈分解溫度為270。 （1）為不飽和性橡膠，化學(xué)性質(zhì)活潑，不耐老化。

7、（2）為非極性橡膠，不耐烴類溶劑。 （3）結(jié)晶性橡膠，有自補強作用。 （4）綜合性能好 工藝性能好；物理機械性能好。 （5）耐氣透性和電絕緣性良好。 5、用途：NR的通用性最廣。,第二節(jié) 合成橡膠（Synthetic Rubber）,一、合成橡膠的發(fā)展概況、命名及分類,概念,發(fā)展概況,命名,合成橡膠是由各種單體經(jīng)聚合反應(yīng)或縮合反應(yīng)而制成的高彈性聚合物。,趨于按原料單體組成來命名 如由丁二烯聚合的叫丁二烯橡膠；由丁二烯和苯乙烯共聚的則叫丁苯橡膠。,分類,初期研究甲基工業(yè)化時期 19401954年間的進(jìn)展工業(yè)化時期,分類趨于按其性能和用途可分為： 通用合成橡膠：性能與NR 相近，物機 性能和加工性

8、能較好。 特種合成橡膠：具有特殊性能,通 用 合 成 橡 膠,凡是性能與天然橡膠相近，物理機械性能和加工性能較好，能廣泛用于輪胎和其他一般橡膠制品的，稱為通用合成橡膠。,1 丁苯橡膠 2 順丁橡膠 3 異戊橡膠 4 乙丙橡膠 5 丁基橡膠 6 氯丁橡膠,特 種 合 成 橡 膠,凡是具有特殊性能，專門用于制作耐熱、耐寒、耐化學(xué)物質(zhì)腐蝕、耐溶劑、耐輻射等特種橡膠制品橡膠稱為特種合成橡膠。,1 丁腈橡膠 2 硅橡膠 3 氟橡膠 4 聚氨酯橡膠 5 丙烯酸酯橡膠 6 氯磺化聚乙烯,（一）聚異戊二烯橡膠（異戊橡膠，IR）,IR為白色或乳白色半透明彈性體，有“合成天 然橡膠”之稱。 1.品種類型及微觀結(jié)構(gòu)

9、 根據(jù)所用催化劑的不同分為鈦型（高順式） 和鋰型（中順式）。,注：我國采用稀土催化劑體系來合成異戊橡膠，稱為稀土膠， 其順式1，4含量約為94%。,二、通用合成橡膠,異戊橡膠與天然橡膠的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)差別： （1）雜質(zhì)少，凝膠含量低，質(zhì)地較純凈； （2）分子量分布較窄，生膠門尼粘度較 低； （3）因IR的微觀結(jié)構(gòu)中順式含量低于NR， 故結(jié)構(gòu)的規(guī)整性低于天然橡膠。,2. 性能 （與NR相比）,硫化速度較慢，硫化膠的拉伸強 度、定伸應(yīng)力、撕裂強度和硬度等 均較低，而扯斷伸長率較大。彈性 較好、生熱小、 抗龜裂性好。,耐水性、電絕緣性及 耐老化性比NR好,易于塑煉，流動性優(yōu)于NR， 但對填料的分散性及粘

10、著性比NR差。,3.用途：一切用天然橡膠的場合，幾乎都可以用 異戊橡膠代替。,二、丁 苯 橡 膠 styrene butadiene rubber（ SBR ）,丁苯橡膠是最早工業(yè)化的合成橡膠，也是合成橡膠中產(chǎn)量和消耗量最大的膠種。 1933年德國采用乙炔合成路線首先研制出高溫乳液聚合丁苯橡膠； 1937年由德國Farben公司首先實現(xiàn)工業(yè)化； 50年代初，出現(xiàn)了性能優(yōu)異的低溫(5-8)丁苯橡膠; 目前，丁苯橡膠(包括膠乳)的產(chǎn)量約占整個合成橡膠生產(chǎn)量的55%，低溫乳聚丁苯橡膠約占整個丁苯橡膠產(chǎn)量的80%。,丁苯橡膠是丁二烯和苯乙烯（70：30）的共聚物。為淺黃褐色彈性體，按其合成方法通常分為

11、乳液聚合丁苯橡膠（簡稱乳聚丁苯橡膠，ESBR）和溶液聚合丁苯橡膠（簡稱溶聚丁苯橡膠，SSBR）,丁苯橡膠的結(jié)構(gòu),丁苯橡膠是丁二烯和苯乙烯的共聚物，其中丁二烯可以順式1，4結(jié)構(gòu)，反式l，4結(jié)構(gòu)和1，2結(jié)構(gòu)存在于分子鏈中。 羧基丁苯橡膠是在丁苯橡膠聚合過程中加入少量(13)的丙烯酸類單體共聚而制成。,2、品種類型,1000高溫丁苯橡膠 1100高溫丁苯炭黑母膠 高溫乳聚丁苯橡膠 1200高溫充油丁苯橡膠 1300高溫充油丁苯炭黑母膠 2000高溫丁苯膠乳 一般品種 1500低溫丁苯橡膠 低溫乳聚丁苯橡膠 1600低溫丁苯炭黑母膠 1700低溫充油丁苯橡膠 1800低溫充油丁苯炭黑母膠 乳液聚合 2

12、100低溫丁苯膠乳 丁苯橡膠 高苯乙烯丁苯橡膠 特殊品種丁苯橡膠 液體丁苯橡膠 羧基丁苯橡膠 鋰系溶聚丁苯橡膠 ：無規(guī)共聚丁苯橡膠 嵌段共聚丁苯（熱塑性丁苯橡膠） 溶液聚合 醇烯溶聚丁苯橡膠 丁苯橡膠 錫偶聯(lián)溶聚丁苯橡膠 高反式-1，4-丁苯橡膠,乳聚丁苯橡膠（ESBR),乳聚丁苯橡膠是自由基聚合，自工業(yè)化生產(chǎn)以來，己過其鼎盛時期，生產(chǎn)技術(shù)成熟，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，品種牌號齊全。 ESBR 工業(yè)化初期,采用高溫(50) 聚合工藝合成的產(chǎn)品凝膠含量高,相對分子質(zhì)量分布變寬度可達(dá)7.5 以上, 稱為硬橡膠。 隨著氧化- 還原引發(fā)體系的開發(fā),使得低溫(5 ) ESBR軟膠產(chǎn)品的性能優(yōu)于高溫硬膠,低溫聚合工

13、藝逐步取代熱法聚合工藝。,乳聚丁苯橡膠的優(yōu)點,硫化曲線平坦，膠料不易焦燒和過硫。 耐磨性、耐熱性、耐油性和耐老化性等均比天然橡膠好。高溫耐磨性好，適用于乘用胎。 加工中分子量降到一定程度后不再降低，因而不易過煉，可塑度均勻。硫化膠硬度變化小。 提高分子量可達(dá)到高填充。充油丁苯橡膠的加工性能好。 丁苯橡膠很容易與其它高不飽和通用橡膠并用，尤其是與天然橡膠或順丁橡膠并用，經(jīng)配合調(diào)整可以克服丁苯橡膠的缺點。,乳聚丁苯橡膠的缺點,丁苯橡膠純膠強度低，需加入高活性補強劑后方可使用。丁苯橡膠加配合劑的難度比天然橡膠大，配合劑在橡膠中分散性差。 反式結(jié)構(gòu)多，側(cè)基上帶有苯環(huán)，因而滯后損失大，生熱高，彈性低，耐

14、寒性也稍差。但充油后能降低生熱。 收縮大，生膠強度低，粘著性差。 硫化速度慢。 耐屈撓龜裂性比天然橡膠好，但裂紋擴展速度快，熱撕裂性能差。,乳聚丁苯橡膠的用途,乳聚丁苯橡膠的物理機構(gòu)性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡膠，有些性能如耐磨、耐熱、耐老化及硫化速度較天然橡膠更為優(yōu)良，可與天然橡膠及多種合成橡膠并用，廣泛用于輪胎、膠帶、膠管、電線電纜、醫(yī)療器具及各種橡膠制品的生產(chǎn)等領(lǐng)域。,溶 聚 丁 苯 橡 膠,20世紀(jì)60年代中期，由于陰離子聚合技術(shù)的發(fā)展，溶聚丁苯橡膠（SSBR）開始問世。它是采用陰離子型(丁基鋰)催化劑，使丁二烯與苯乙烯進(jìn)行溶液聚合的共聚物。 溶聚丁苯橡膠采用陰離子活性聚

15、合，分子量分布窄、順式含量高優(yōu)異,滾動阻力小,抗?jié)窕院湍湍バ阅軆?yōu)異，是輪胎面膠理想的材料。其發(fā)展正處于穩(wěn)步上升階段。 合成SSBR的基本工藝：以烷基鋰為引發(fā)劑，烷烴或環(huán)烷烴為溶劑，THF為無規(guī)劑，醇類為終止劑。 根據(jù)聚合條件和所用催化劑的不同，可以分為無規(guī)型和無規(guī)嵌段型兩種。,溶聚丁苯橡膠的性能和應(yīng)用,SSBR 是綜合性能介于ESBR 和BR 之間的一種通用SR?？纱罅坑糜谳喬ヌッ婺z、制鞋工業(yè)及其它橡膠工業(yè)制品。 SSBR 的生產(chǎn)成本略高于ESBR ,但其性能要比ESBR 優(yōu)越得多,因此從性能價格比來看, SSBR 比ESBR 有更大的優(yōu)勢,這促使SSBR 得到迅速發(fā)展。,3.特性,不飽和性

16、橡膠，化學(xué)活性較NR 低，硫化速度 較慢，耐熱耐老化性較好。,非極性橡膠，耐油性差（比NR 稍好） 。,非結(jié)晶性橡膠，無自補強性，純膠強度為 1.43.0 MPa，因此需用炭黑補強 。,耐磨性，耐氣透性良好。,彈性低，耐寒性，自粘性差，生熱大，加 工收縮性大。充油后能降低生熱，加工性能好。 另外，SBR不易過煉，可塑度均勻。,4.用途：SBR主要用于制造輪胎胎面，也用于制造膠管、 膠帶、膠鞋大底，與NR，BR并用，彌補其性能上不足。,（三）聚丁二烯橡膠（順丁膠，BR，無色或淺色，透明） 1、制法及分子結(jié)構(gòu) 溶聚法、乳聚法 分子結(jié)構(gòu)：,2、品種類型,高順式聚丁二烯橡膠: 順式結(jié)構(gòu)含量為9799%

17、,中順式聚丁二烯橡膠: 順式結(jié)構(gòu)含量為9095%,低順式聚丁二烯橡膠: 順式結(jié)構(gòu)含量為3240%,應(yīng)用的主要品種,3.特性,不飽和性橡膠，可與硫磺及氧起反應(yīng)， 化學(xué)活性較NR 低，耐熱耐老化性較NR好。,非極性橡膠，耐油性差。,結(jié)晶性橡膠，無自補強作用，強度低 。,彈性高（最高）；耐低溫（Tg= 105）； 耐磨（Tg有關(guān)）；生熱小。,加工性能差（對溫度敏感，溫度高則易 脫輥）， 不耐撕裂，粘著性差，抗?jié)窕圆患选?較易冷流,4.用途：制造輪胎胎面以及耐寒制品，常與NR，SBR并用。,討論題：試比較一下天然橡膠，丁苯膠和順丁膠的彈性，耐老化性，耐寒性，與硫磺反應(yīng)性等有何差異。并從化學(xué)結(jié)構(gòu)上加以

18、解釋。,解： NR： SBR： BR：,彈性 （與分子鏈的柔順性有關(guān)） BRNRSBR 耐老化性（與雙鍵的活性有關(guān)） SBRBRNR 耐寒性（與Tg有關(guān)） BRNRSBR 與硫磺的反應(yīng)性（取決于雙鍵的活性） NRBRSBR,（四）乙丙橡膠(EPM、EPDM),乙丙橡膠為白色至淺黃色半透明狀的無規(guī)彈性體。,1. 品種及分類,熱塑性乙丙橡膠,二元 共聚物,改性 乙丙橡膠,三元共聚物： D型、E型、H型,2. 二元乙丙橡膠（EPM） 分子結(jié)構(gòu)式： EPM為飽和性橡膠，有優(yōu)異的耐老化性能，不 能用硫磺來硫化，必須用過氧化物來硫化。,3. 三元乙丙橡膠(EPDM),乙叉型(E型)： 雙環(huán)型(D型)：,E

19、PDM(H型),4.特性,飽和性橡膠，耐熱、耐老化、耐化學(xué)腐蝕性 優(yōu)秀，化學(xué)穩(wěn)定性極高。,非極性橡膠，耐油性差。,非結(jié)晶性橡膠，無自補強性，需補強 。,彈性好(僅次于NR，BR)，耐沖擊性能好 (分子上為單鍵)，耐熱水。,電絕緣性相當(dāng)好。,可用硫磺來硫化，也可用過氧化物來硫化， 但二元乙丙橡膠只能用過氧化物來硫化。,5. 用途：主要用于要求耐老化、耐水、耐腐蝕及電氣絕緣 等領(lǐng)域。如輪胎胎側(cè)、內(nèi)胎、汽車配件、電線電纜等。,硫化速度慢，與其他不飽和橡膠并用難， 自粘性及互粘性 較差，加工性能不好。,（五）丁基橡膠(IIR)-異丁烯橡膠,1.分子結(jié)構(gòu) IIR由異丁烯與少量異戊二烯單體在低溫下（約-1

20、00 ）共聚而成。呈白色或灰白色半透明狀。 2.分類 一般品種（按不飽和度分）：0.61.0%（mol）， 1.11.5% （mol）、1.62.0%（mol） 、 丁基橡膠 2.12.5%（mol）、 2.63.3%（mol） 鹵化品種：氯化丁基橡膠、溴化丁基橡膠,3.特性,飽和性橡膠，耐熱、耐臭氧、耐化學(xué) 腐蝕性能優(yōu)良。,非極性橡膠，耐油性差。,結(jié)構(gòu)較規(guī)整，伸長時能結(jié)晶（Tg= - 65 ） 強度較高。,具有優(yōu)異的氣密性,良好的絕緣性能（體積電阻大），減震消音,硫化速度慢（雙鍵少），并用性能差， 粘著性差，易生熱 ，彈性較小。,氣密性取決于氣體在橡膠中的擴散率。,4.鹵化丁基橡膠 5.用途

21、,為了提高IIR的硫化速度， 提高與不飽和橡膠的相容性，改善自粘性 和與其它材料的互粘性，對IIR進(jìn)行了鹵化， 包括氯化和溴化。鹵化物為CIIR和BIIR。,內(nèi)胎、無內(nèi)胎輪胎的氣密層、醫(yī)用瓶塞、 耐化學(xué)腐蝕制品、減震制品等。,（六）氯丁橡膠（CR）,1.分子結(jié)構(gòu) CR是由氯丁二烯為單體，采用乳液聚合而成的一種高分子彈性體。呈淺黃色至褐色。,2品種類型,G型（硫調(diào)節(jié)型），即以硫作調(diào)節(jié)劑， 秋蘭姆作穩(wěn)定劑。可單獨用金屬氧 通用型 化物來硫化。 W型（非硫調(diào)節(jié)型），僅以TETD穩(wěn)定， 不含硫黃，需用金屬氧化物、硫黃 氯丁橡膠 和促進(jìn)劑進(jìn)行硫化。 粘接型：作粘接劑 專用型 特殊用途型,3.特性 不飽和

22、性橡膠，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐老化性能優(yōu)良。 極性橡膠，耐油耐溶劑性能優(yōu)良，氣密性、粘著性 好，有導(dǎo)電性。 易結(jié)晶性（Tg=-43），有自補強作用，有自熄性，阻燃，貯存穩(wěn)定性差，對溫度敏感，需用金屬氧化物（ZnO、MgO）來硫化。 彈性較低，耐寒性較差，低溫使用不理想。（極性橡膠共同點） 4.用途 CR主要用于制造膠管、膠帶、化工設(shè)備襯里、 膠粘劑等。,（七）丁腈橡膠（NBR）,1.分子結(jié)構(gòu) 通用型NBR由丁二烯和丙烯腈（ACN）通過乳液聚合法共聚而成。呈淺黃色至棕褐色。,2品種類型,極高ACN含量 43%以上； 高ACN含量 36%42%； 普通品種 中高ACN含量 31%35%； 中等ACN含2

23、5%30%； 低ACN含量 18%24%。 丁腈橡膠 國產(chǎn)有高、中、低三種。 氫化丁腈橡膠；羧基丁腈橡膠 特殊品種 液體丁腈橡膠；粉末丁腈橡膠,3.特性,非結(jié)晶、不飽和的極性橡膠，強度低。,優(yōu)異的耐油、耐溶劑性。,耐熱，耐老化，耐磨性較好。,耐氣透性良好（有極性的緣故）， 但電絕緣性不好，屬于半導(dǎo)體。,彈性、耐寒性、耐屈撓性、抗撕裂性較差,4. 用途：耐油制品、化工襯里、膠輥及導(dǎo)電橡膠等；與PVC 并用以進(jìn)一步提高它的耐油、耐臭氧老化性能。,三、特種合成橡膠,（一）硅橡膠（Q） 1.概念及分類 硅橡膠是指分子主鏈為SiO無機結(jié)構(gòu)， 側(cè)基為有機基團(tuán)（主要為甲基）的一類彈性體。 按硅橡膠的硫化機理

24、不同，可把硅橡膠分為三 大類: 有機過氧化物引發(fā)自由基交聯(lián)型 （熱硫化型） 硅橡膠 縮聚反應(yīng)型（室溫硫化型） 加成反應(yīng)型。,2. 主要品種及特性,（1）二甲基硅橡膠（MQ） （2）甲基乙烯基橡膠（MVQ） （3）甲基苯基乙烯基 硅橡膠（MPVQ）,（4）氟硅橡膠（MFQ或FVMQ） （5）腈硅橡膠（MNQ）,3. 性能,（1）非碳鏈飽和性橡膠，能結(jié)晶，彈性、耐寒性、 耐熱性、耐老化性及耐腐蝕性好。 硅橡膠是所有橡膠中使用溫度范圍最寬的。 （2）無毒無味，具有生理惰性，有相當(dāng)好的穩(wěn)定性。 （3）強力低，耐酸堿性不好，需用白炭黑補強， 不能用硫黃硫化，而是用過氧化物進(jìn)行交聯(lián)。 4. 用途,航空航天

25、工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生（如人造器官等）領(lǐng)域； 在汽車、造船、儀表、電器及電子等方面也有應(yīng)用。 例：某些硅橡膠制品,硅橡膠制品,（二）氟橡膠（FPM）,氟橡膠是由含氟單體經(jīng)過聚合或縮合而得到的分子主 鏈或側(cè)鏈的碳原子上連有氟原子的彈性聚合物。 1.常用氟橡膠 （1）凱爾型氟橡膠（23型） （2）維通型氟橡膠（26型）,2.特性,為結(jié)晶性、飽和、極性的橡膠，耐熱性（300），耐 化學(xué)腐蝕性，耐油性較好，是唯一能耐發(fā)煙 H2SO4的橡膠。 需用過氧化物、有機胺及其衍生物來硫化。硫化需分兩 段進(jìn)行。 26型氟橡膠典型配合：氟橡膠 100，3#硫化劑 3， MgO 4 ，MT 20 氣密性與IIR相近。 彈性、

26、耐寒性較差，機械強度不高。 3. 用途 制耐高溫，耐腐蝕，耐油制品。,（三）聚氨酯橡膠（U）,1.分子結(jié)構(gòu)式 聚氨酯橡膠（U）是聚氨基甲酸酯橡膠的總稱，它由聚酯 （或聚醚）與二異氰酸酯類化合物縮聚而成。結(jié)構(gòu)式： 其中：R1聚酯或聚醚鏈段，為柔性鏈段 R2苯核、萘核、聯(lián)苯核，為剛性鏈段 （氨基甲酸酯）內(nèi)聚能大，為剛性鏈段,2. 品種分類 按化學(xué)結(jié)構(gòu)分 聚酯型（AU） 聚醚型 (EU) 聚氨酯橡膠 混煉型 按加工方法分 澆注型 熱塑性,3.性能 4.用途,制造高強度，高耐磨和耐油的制品，在泡沫橡膠中 運用較多(利用異氰酸酯與水反應(yīng)放出CO2)。,飽和性橡膠，拉伸強度高 （27.541.2 MPa）

27、，耐磨性最好。,耐油，耐氧化，耐臭氧，耐寒性能好， 氣密性僅次于IIR。,易水解，不耐酸堿，生熱大， 互粘性不好。,（四）丙烯酸酯橡膠(ACM),丙烯酸酯橡膠是由丙烯腈與其它不飽和單體共聚而制得， 常見的品種是丙烯酸丁酯與丙烯腈的共聚物： 性能： 具有飽和性與極性橡膠的共同特性，最大的特點是兼有 優(yōu)越的耐熱和耐油性；但耐寒性、耐水性差。 用途：用于制汽車耐熱油橡膠配件。,（五）氯磺化聚乙烯(CSM),氯磺化聚乙烯是聚乙烯的衍生物,是用氯和二硫化碳處理而得到的一種高分子彈性體。 分子結(jié)構(gòu)式：,性能: 飽和性橡膠，耐熱(150)，耐老化；加工性良好。 極性橡膠，耐油、耐燃。 抗臭氧性能及耐日光曝曬

28、下的自然老化優(yōu)越。 自粘性和互粘性差，低溫性能較差(-56以下發(fā)脆) 用途：制耐酸堿襯里，膠布及一般耐油制品。,（六）氯醚橡膠 (CO，ECO),氯醚橡膠指側(cè)基上含有氯的聚醚型橡膠，由環(huán)氧氯丙烷均 聚或與環(huán)氧乙烷共聚而得。 均聚物:CO 共聚物:ECO,性能：極性橡膠，具有良好的彈性、耐寒性、 耐油性、耐熱性以及良好的氣密性、粘著力和自 熄性，為目前兼有耐寒和耐油性最好的一種橡 膠。但強度較低，耐磨性差，且不能用硫磺來硫 化。 用途：制耐油、耐寒、耐臭氧制品及膠粘劑。,（七）聚硫橡膠（T）,聚硫橡膠通常是由甲醛或有機二鹵化物和堿金屬的多硫 化物經(jīng)縮聚反應(yīng)而制得的一類在分子主鏈上含有硫原子的 飽

29、和彈性體。聚硫橡膠分液態(tài)、固態(tài)及膠乳3種，其中液 態(tài)橡膠應(yīng)用最廣，大約占總量的80%。 其化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為： 式中，x=24，R為亞乙基、亞丙基、二亞乙基縮甲醛、二亞丁基縮甲醛、二亞丁基醚等,特性及用途： 具有優(yōu)異的耐油、耐非極性溶劑、耐化學(xué)藥品 性能；耐氧、耐臭氧老化性和氣密性良好。但壓 縮永久變形大，使用溫度范圍較窄（含硫量高的 原因），主要用作密封材料、填縫材料、涂料等。,小結(jié)：,R類（主鏈為不飽和的碳鏈）： NR（IR）、SBR、 BR、 CR、NBR M類（主鏈為飽和的碳鏈）： EPM、EPDM、 FPM、 ACM、 CSM Q類（主鏈含硅原子）： MQ、MVQ、 MFQ（FVMQ）、

30、 MNQ、 MPVQ U類（主鏈含C，N，O）： AU、EU O類（主鏈含O）： CO、ECO,思考題： 試從化學(xué)結(jié)構(gòu)上說明丁基膠為何具有優(yōu) 良的耐老化和耐氣透性？硅橡膠為何有耐 高溫性？ 作業(yè)： 寫出本章所學(xué)生膠的化學(xué)名稱、代號及化學(xué)結(jié)構(gòu)式。,第二節(jié) 其它形式橡膠品種,一、液體橡膠 1.概念及發(fā)展簡史 液體橡膠是指物質(zhì)相對分子質(zhì)量在10000以 下常溫下具有流動性的聚合物。 作為液體橡膠，應(yīng)具有如下特性：,物質(zhì)相對分子質(zhì)量適當(dāng)?shù)?，以保持呈流動狀態(tài)。,能在進(jìn)行交聯(lián)的同時產(chǎn)生分子鏈增長反應(yīng)，形成 一種沒有分子末端的閉合交聯(lián)網(wǎng)，以獲得足夠高 的強度。,發(fā)展簡史：,1923年HVHARDMAN（哈德

31、曼）將NR進(jìn)行解聚，制 成液體解聚NR（用作膠粘劑）。此后，二烯類以外的液 體橡膠也陸續(xù)問世。 1929年出現(xiàn)液體聚硫橡膠，隨后液體聚氨酯橡膠，液 體硅橡膠相繼出現(xiàn)。 二戰(zhàn)末期（19441945年），在液體橡膠被用于火箭 技術(shù)后，二烯系液體橡膠才被當(dāng)作重要研究對象，從而 導(dǎo)致幾乎所有的固體橡膠都生產(chǎn)出了相應(yīng)的液體橡膠。 1960年URANECK（尤拉尼克）等人研制出遙爪型液 體橡膠，制得與固體橡膠相類似的結(jié)構(gòu)和性能的橡膠制 品，從而促進(jìn)了發(fā)展。,2.液體橡膠的品種及分類,（1）“遙爪”型預(yù)聚物 （2）“非遙爪”型預(yù)聚物,固體橡膠、普通液體橡膠、遙爪液體橡膠交聯(lián)示意圖如下：,3.液體橡膠的制法,

32、自由基聚合、陰離子聚合 聚合法（多用） 縮聚法 陽離子聚合、配位聚合 降解法,4.特征及用途：,簡化了生產(chǎn)工藝，不需經(jīng)煉膠等工藝程序， 易于實現(xiàn)機械化、自動化和連續(xù)化。,可象普通橡膠那樣與配合劑配合使用，但硫化劑 的選用要有相對應(yīng)性。,液體橡膠經(jīng)遙爪后其硫化膠強度仍不可能達(dá)到普通橡膠 的強度，且比對應(yīng)的固體橡膠貴，若工藝不實現(xiàn)連續(xù)化， 成本反而較高。,相對分子質(zhì)量低，適用于澆注成型。,可用作膠粘劑、涂料、油漆、澆注型制品 及固體燃料的推進(jìn)劑。也可作加工助劑,二、熱塑性彈性體,1.概念 指在常溫下具有橡膠的彈性，在高溫下又能塑化成型的一 類聚合物（介于塑料與橡膠之間的材料）。 2.分類及結(jié)構(gòu)特點 分類 按交聯(lián)方式 物理交聯(lián)型 化學(xué)交聯(lián)型 熱塑性彈性體 嵌段共聚物 按聚合物的結(jié)構(gòu)特點 接枝共聚物 其它類 習(xí)慣上，依化學(xué)組成分類：聚烯烴類，苯乙烯嵌段共聚物 類，聚氨酯類，聚酯類及其它類。,表2 各類熱塑性橡膠的典型性能,（2）結(jié)構(gòu)特點 其高分子鏈的突出特點是同時嵌段或接枝一些化學(xué)結(jié)構(gòu) 不同的硬段和軟段。硬段要求鏈段間的作用力是以形成物理 “交聯(lián)”或“締合”，或者具有在高溫下能離解的化學(xué)鍵；軟段 則要求是自由旋轉(zhuǎn)能力較大的高彈性鏈段。硬段顯示高度剛 性，不能過長，而軟段顯示高度