特征橡胶+热塑性弹性体等

1、第五章第五章 橡胶橡胶特种特种合成橡胶合成橡胶1 1、概、概 述述 特种用途、用量较少特种用途、用量较少； 多属于饱和橡胶（多属于饱和橡胶（丁腈橡胶除外丁腈橡胶除外）；多为极性橡胶（硅橡胶除外）。多为极性橡胶（硅橡胶除外）。特种合成橡胶：特种合成橡胶：1 1、概、概 述述 丁腈橡胶；丁腈橡胶； 硅橡胶；硅橡胶；氟橡胶；氟橡胶；丙烯酸酯树脂。丙烯酸酯树脂。特种合成橡胶：特种合成橡胶： 以以丁二烯和丙烯腈为原料，采用自由基乳液聚丁二烯和丙烯腈为原料，采用自由基乳液聚合而成合而成，是目前，是目前用量最大用量最大的特种的特种合成橡胶。合成橡胶。2 2、丁腈橡胶、丁腈橡胶（1 1）制备）制备和品种和品种

2、特殊丁特殊丁腈橡胶腈橡胶通用丁通用丁腈橡胶腈橡胶极高丙烯腈橡胶极高丙烯腈橡胶（ACNACN含量含量 43%43%）低丙烯腈低丙烯腈橡胶橡胶（ACNACN含量含量 24%24%）中高丙烯腈橡胶中高丙烯腈橡胶（ACNACN含量含量3135%3135%）高丙烯腈橡胶高丙烯腈橡胶（ACNACN含量含量3642%3642%丁腈丁腈橡胶橡胶中丙烯腈橡胶中丙烯腈橡胶（ACNACN含量含量2530%2530%）氢化、羧基、液体、粉末丁腈橡胶氢化、羧基、液体、粉末丁腈橡胶（1 1）制备）制备和品种和品种ACNACN 耐耐热热性性耐耐老老化化性性耐耐油油性性气气密密性性强强度度耐耐磨磨性性硬硬度度弹弹性性低低温温

3、性性能能绝绝缘缘性性丙烯腈含量：丙烯腈含量：影响影响丁腈橡胶的重要指标，其含量丁腈橡胶的重要指标，其含量一般在一般在1550%1550%范围内。范围内。（2 2）结构、性能与应用）结构、性能与应用 （2 2）结构、性能与应用）结构、性能与应用 化学结构化学结构丙烯腈含量提高，丙烯腈含量提高，大分子极性增加，内聚能密度大分子极性增加，内聚能密度提高，提高，加工性能变好，硫化速度加快，耐热、耐磨加工性能变好，硫化速度加快，耐热、耐磨性能、气密性提高，但弹性降低，耐寒性能下降。性能、气密性提高，但弹性降低，耐寒性能下降。（2 2）结构、性能与应用）结构、性能与应用 化学结构化学结构属于属于非结晶性非

4、结晶性的的极性不饱和极性不饱和橡胶，橡胶，耐油性耐油性仅次仅次于氟橡胶于氟橡胶、丙烯酸酯橡胶、丙烯酸酯橡胶，可制备耐，可制备耐油制品，耐油制品，耐油胶管油胶管、密封圈、密封圈、贮槽衬里等。、贮槽衬里等。（3 3）特种丁腈橡胶）特种丁腈橡胶 羧基丁腈橡胶：羧基丁腈橡胶：与丙烯酸类第三单体共聚，如与丙烯酸类第三单体共聚，如丙烯酸或甲基丙烯酸；丙烯酸或甲基丙烯酸；羧基羧基的加入的加入，极性极性，耐油耐油性性进一步提高，还具有突出的进一步提高，还具有突出的高强度高强度；良好的；良好的粘粘着性着性和和耐老化性能耐老化性能。 2 2、丁腈橡胶、丁腈橡胶（3 3）特种丁腈橡胶）特种丁腈橡胶液体丁腈橡胶：液体

5、丁腈橡胶：分子量分子量60070006007000，主要作，主要作固体丁腈橡胶的增塑剂用；固体丁腈橡胶的增塑剂用； 高饱和丁腈橡胶（氢化丁腈橡胶）：高饱和丁腈橡胶（氢化丁腈橡胶）：将丁将丁腈橡胶溶于适当溶剂中，催化加氢腈橡胶溶于适当溶剂中，催化加氢得到，得到，耐油耐油性性，耐热性耐热性提高。提高。2 2、丁腈橡胶、丁腈橡胶3 3、硅橡胶、硅橡胶 由由硅氧烷硅氧烷与其他与其他有机硅有机硅单体共聚而单体共聚而成；成； 分子链兼有分子链兼有无机无机和和有机有机性质的高分子性质的高分子弹性体。弹性体。（1 1）硅橡胶的制备和品种）硅橡胶的制备和品种（1 1）硅橡胶的制备和品种）硅橡胶的制备和品种加成反

6、应加成反应型硅橡胶型硅橡胶热硫化热硫化硅橡胶硅橡胶硅硅橡橡胶胶有机过氧化物硫化剂，经加热有机过氧化物硫化剂，经加热自由基自由基交联交联，分子量，分子量40604060万，是最早应用万，是最早应用的一类橡胶。的一类橡胶。室温硫化室温硫化硅橡胶硅橡胶分子量较低，常为粘稠状液体，分子两分子量较低，常为粘稠状液体，分子两端含有端含有羟基羟基或或乙酰氧基乙酰氧基，这些活性官能，这些活性官能团发生缩合反应，形成交联结构而成为团发生缩合反应，形成交联结构而成为弹性体。弹性体。官能度为官能度为2 2的含的含乙烯端基乙烯端基的聚二甲基硅的聚二甲基硅氧烷在铂催化剂作用下，与多官能度含氧烷在铂催化剂作用下，与多官能

7、度含氢氢硅烷的聚合物加成交联硅烷的聚合物加成交联，生胶一般为，生胶一般为液态。液态。（2 2）结构、性能与应用）结构、性能与应用 分子主链分子主链由由 Si Si 和和 OO 交替交替组成，主链高度饱和，组成，主链高度饱和，Si-O Si-O 键键的键能（的键能（165kJ/165kJ/molmol）比比 C-C C-C 键能键能（84kJ/84kJ/molmol）大得）大得多。多。R R、RR、R R为为甲甲基、乙烯基、氟原子、基、乙烯基、氟原子、氰基、苯基等氰基、苯基等3 3、硅橡胶、硅橡胶（2 2）结构、性能与应用）结构、性能与应用优异的优异的耐老化耐老化（热氧、臭氧、气候）性能，极好（

8、热氧、臭氧、气候）性能，极好的的疏水性疏水性及及电绝缘性电绝缘性，并具有，并具有低表面能和表面张力低表面能和表面张力。3 3、硅橡胶、硅橡胶（2 2）结构、性能与应用）结构、性能与应用Si-OSi-O柔顺性好柔顺性好，分子内、分子间的，分子内、分子间的作用力小作用力小，硅橡胶属于一种半无机的硅橡胶属于一种半无机的饱和、杂链、非极性弹饱和、杂链、非极性弹性体性体；优异的；优异的耐高、低温耐高、低温性能性能，具有所有，具有所有橡胶中橡胶中最宽的工作温度范围（最宽的工作温度范围（-100350-100350）。 缺点：缺点：不耐酸碱、遇到酸碱发生解聚；生胶的不耐酸碱、遇到酸碱发生解聚；生胶的强度很低

9、（强度很低（0.3MPa0.3MPa），），常常使用使用增强剂增强剂炭黑加强。炭黑加强。广泛应用于宇航工业、电子、电气工业广泛应用于宇航工业、电子、电气工业的防震、的防震、防潮灌封材料，防潮灌封材料，汽车工业汽车工业的密封件和的密封件和医疗卫生医疗卫生制品制品等。等。（2 2）结构、性能与应用）结构、性能与应用4 4、氟橡胶氟橡胶主链或侧链上含有氟原子的一类高分子主链或侧链上含有氟原子的一类高分子弹性体。弹性体。（1 1）氟橡胶的制备和品种）氟橡胶的制备和品种全氟醚类氟橡胶全氟醚类氟橡胶含氟烯烃类橡胶含氟烯烃类橡胶氟橡胶氟橡胶亚硝基类氟橡胶亚硝基类氟橡胶氟化膦腈类氟橡胶氟化膦腈类氟橡胶4 4、

10、氟橡胶氟橡胶（1 1）氟橡胶的制备和品种）氟橡胶的制备和品种含氟烯烃含氟烯烃类橡胶类橡胶偏氟偏氟乙烯乙烯- -六氟六氟丙烯共聚物丙烯共聚物（2626型）型）偏氟偏氟乙烯乙烯- -四氟乙烯四氟乙烯- -六氟六氟丙烯丙烯- -可硫可硫化单体共聚物化单体共聚物偏氟偏氟乙烯乙烯- -四氟乙烯四氟乙烯- -六氟六氟丙烯共聚物丙烯共聚物偏氟偏氟乙烯乙烯- -三氟氯乙烯共聚物三氟氯乙烯共聚物（2 2）氟橡胶的结构、性能与应用）氟橡胶的结构、性能与应用 偏二氟乙烯与六氟丙烯的乳液共聚物偏二氟乙烯与六氟丙烯的乳液共聚物; ; 分子主链分子主链高度饱和，极性非常大，高度饱和，极性非常大，分子间作分子间作用大，属于

11、碳链饱和极性用大，属于碳链饱和极性橡胶橡胶。2626型氟橡胶：型氟橡胶：（2 2）氟橡胶的结构、性能与应用）氟橡胶的结构、性能与应用氟氟含量提高，耐化学品性能提高，但低温性含量提高，耐化学品性能提高，但低温性能能下降下降。2626型氟橡胶：型氟橡胶：4 4、氟橡胶氟橡胶（2 2）氟橡胶的结构、性能与应用）氟橡胶的结构、性能与应用优异的耐油以及耐芳烃类溶剂优异的耐油以及耐芳烃类溶剂；优异优异的的热稳定性，耐化学品性热稳定性，耐化学品性和和耐腐蚀性耐腐蚀性是所是所有橡胶中有橡胶中最好最好的的；弹性弹性较小，低温性能较小，低温性能较差，较差，不易加工不易加工；CFCF2xCH2CF2yCF3（2 2

12、）氟橡胶的结构、性能与应用）氟橡胶的结构、性能与应用对对低分子低分子脂类、醚类、酮类、胺类脂类、醚类、酮类、胺类等亲核性化等亲核性化学品学品的耐性的耐性较差。较差。CFCF2xCH2CF2yCF3 主要用途：主要用途：航空航天、导弹、火箭等领域的航空航天、导弹、火箭等领域的密封制品。密封制品。5 5、丙烯酸酯丙烯酸酯橡胶橡胶以以丙烯酸酯（丙烯酸酯（CHCH2 2=CHCOOR=CHCOOR）为为主要单体，主要单体，与少量带有可提供交联反应的活性基团的单体与少量带有可提供交联反应的活性基团的单体共聚而成的一类高分子共聚而成的一类高分子弹性体。弹性体。5 5、丙烯酸酯丙烯酸酯橡胶橡胶饱和主链结构使

13、丙烯酸酯橡胶具有饱和主链结构使丙烯酸酯橡胶具有良好的耐热良好的耐热氧老化氧老化和和耐臭氧老化性能耐臭氧老化性能 ，极性酯基使其表现出，极性酯基使其表现出良好的耐油性良好的耐油性，仅次于，仅次于氟橡胶。氟橡胶。5 5、丙烯酸酯丙烯酸酯橡胶橡胶缺点：耐寒性缺点：耐寒性较差较差，酯基易水解，在酸碱中不，酯基易水解，在酸碱中不稳定稳定。广泛应用于广泛应用于耐高温、耐热油耐高温、耐热油的制品中，尤其是的制品中，尤其是各类汽车的密封件。各类汽车的密封件。第五章第五章 橡胶橡胶热塑性弹性体热塑性弹性体热塑性弹性体（热塑性弹性体（TPETPE）：在）：在常温下具有橡胶的弹常温下具有橡胶的弹性性，高温下具有可塑

14、化成型高温下具有可塑化成型的一类弹性体材料的一类弹性体材料。热塑性弹性体：既具有类似橡胶的力学性能及使热塑性弹性体：既具有类似橡胶的力学性能及使用性能，又可以按热塑性塑料进行加工和回收。用性能，又可以按热塑性塑料进行加工和回收。1 1、概、概 述述 简介简介TPETPE的发展受到热塑性树脂和弹性体材料两大的发展受到热塑性树脂和弹性体材料两大领域的领域的共同关注共同关注。1950s1950s：最早：最早商业化的热塑性弹性体（商业化的热塑性弹性体（TPETPE）是是聚氨酯聚氨酯热塑性弹性体热塑性弹性体；1970197090s90s：是：是TPETPE迅速发展的阶段。迅速发展的阶段。1 1、概、概

15、述述 简介简介 分类分类共聚型共聚型TPETPE共混型共混型TPETPE聚氨酯类聚氨酯类苯乙烯类苯乙烯类聚烯烃类聚烯烃类聚酯类聚酯类聚酰胺类聚酰胺类简单共混型简单共混型热塑性硫化胶（热塑性硫化胶（TPVTPV） 结构结构特征特征共聚型共聚型TPETPE：采用：采用嵌段嵌段共聚的方式将共聚的方式将柔性链柔性链（软段）同刚性链（硬段）交替连接（软段）同刚性链（硬段）交替连接成大分子。成大分子。2 2、共聚型热塑性弹性体共聚型热塑性弹性体1. 1. 结构结构苯乙烯类嵌段共聚型热塑性弹性体的结构为苯乙烯类嵌段共聚型热塑性弹性体的结构为SDSSDS。S S为为聚苯乙烯聚苯乙烯硬段，硬段，DD为为聚二烯烃

16、聚二烯烃或或氢化聚丁二烯氢化聚丁二烯软段，在常温下处于软段，在常温下处于高弹高弹态，态，为提供为提供橡胶的弹性橡胶的弹性。2 2、共聚型热塑性弹性体共聚型热塑性弹性体 苯乙烯类热塑性弹性体苯乙烯类热塑性弹性体 常见的三种苯乙烯类热塑性弹性体常见的三种苯乙烯类热塑性弹性体SBSSBSSISSISSEBSSEBS2. 2. 性能性能苯乙烯的含量苯乙烯的含量对对SBSSBS类的性能有最重要的影响：类的性能有最重要的影响：随随S S段含量的提高段含量的提高：硬度、强度：硬度、强度 ，弹性，弹性 2 2、共聚型热塑性弹性体共聚型热塑性弹性体 苯乙烯类热塑性弹性体苯乙烯类热塑性弹性体SBSSBS耐水和极性

17、溶剂，不耐非极性溶剂。耐水和极性溶剂，不耐非极性溶剂。SBSSBS：存在存在双键，耐热氧老化性不好双键，耐热氧老化性不好。氢氢化后得到的化后得到的SEBSSEBS是饱和的，耐热氧老化性好是饱和的，耐热氧老化性好。SBSSBSSEBSSEBS 苯乙烯类热塑性弹性体苯乙烯类热塑性弹性体2. 2. 性能性能3 3. . 应用应用苯乙烯类苯乙烯类TPETPE：目前：目前使用量最大使用量最大，19991999年时的年时的使用量达使用量达660660万万吨，主要吨，主要应用在应用在温度温度低于低于7070且且对耐油性无要求的对耐油性无要求的场合场合：最主要最主要用途是制作鞋底材料用途是制作鞋底材料；塑料和

18、橡胶的改塑料和橡胶的改性性。 苯乙烯类热塑性弹性体苯乙烯类热塑性弹性体 聚氨酯类热塑性弹性体（聚氨酯类热塑性弹性体（TPUTPU）1.1. 结构结构TPUTPU：二异氰酸酯二异氰酸酯和和聚醚聚醚或或聚酯多元醇聚酯多元醇以及低分以及低分子量子量二元醇二元醇类类反应而得。反应而得。硬段硬段软段软段 聚氨酯类热塑性弹性体（聚氨酯类热塑性弹性体（TPUTPU）1 1. . 结构结构硬段硬段软段软段氨基甲酸酯链段（硬段）间可形成氨基甲酸酯链段（硬段）间可形成氢键氢键 硬硬段段的聚集微区呈的聚集微区呈结晶态结晶态。2. 2. 性能及应用性能及应用主要用于耐磨制品：小型实心胎、鞋底等。主要用于耐磨制品：小型

19、实心胎、鞋底等。高强度耐油制品：输油软管。高强度耐油制品：输油软管。高强高模量制品：汽车仪表盘。高强高模量制品：汽车仪表盘。但但TPUTPU的摩擦系数很低：牵引力低，不适合制造的摩擦系数很低：牵引力低，不适合制造汽车轮胎。汽车轮胎。 聚氨酯类热塑性弹性体（聚氨酯类热塑性弹性体（TPUTPU） 乙烯乙烯- -辛烯辛烯共聚物（共聚物（POEPOE）1.1. 结构结构 该该TPETPE是通过是通过乙烯乙烯与与-辛烯辛烯在茂金属催化剂在茂金属催化剂的催化下，定向共聚而成的具有的催化下，定向共聚而成的具有特殊序列分特殊序列分布布的聚烯烃共聚物。的聚烯烃共聚物。2 2、共聚型热塑性弹性体共聚型热塑性弹性体

20、 乙烯乙烯-辛烯共聚物（辛烯共聚物（POEPOE）1.1. 结构结构 辛烯共聚单体在分子链上均匀分布辛烯共聚单体在分子链上均匀分布，其质量含量，其质量含量 2020%，少量少量辛烯辛烯的的引入，引入，破坏破坏了与其相邻接碳了与其相邻接碳的结晶的结晶，形成具有，形成具有无定形结构的弹性无定形结构的弹性区区。2 2、共聚型热塑性弹性体共聚型热塑性弹性体POEPOE为全饱和分子链：为全饱和分子链：耐候耐候老化、耐紫外线性老化、耐紫外线性能优异，能优异，力学性能良好。力学性能良好。POEPOE主链的特性与主链的特性与PEPE类似：类似：良好良好的绝缘性和耐的绝缘性和耐化学介质性化学介质性。但但耐热性低

21、，永久变形大耐热性低，永久变形大，通过，通过部分交联部分交联的方的方式可以改善。式可以改善。2. 2. 性能性能2 2、共聚型热塑性弹性体共聚型热塑性弹性体3 3. . 应用应用制造耐候性好的防水卷材；制造耐候性好的防水卷材；高耐候电缆料；高耐候电缆料；POEPOE还可以用于还可以用于PPPP的增韧改性剂，在提高韧的增韧改性剂，在提高韧性的同时，强度和加工性牺牲较小。性的同时，强度和加工性牺牲较小。2 2、共聚型热塑性弹性体共聚型热塑性弹性体 简介简介n橡胶分散相橡胶分散相提供了弹性提供了弹性；n塑料连续相塑料连续相提供了可热塑性加工性提供了可热塑性加工性。n直接共混型直接共混型TPVTPV的

22、的硬度较高、弹性低、永久硬度较高、弹性低、永久变形大。变形大。3 3、热塑性硫化胶（热塑性硫化胶（TPVTPV） 动态硫化技术制备动态硫化技术制备TPVTPV聚合物共聚合物共混混的的相态相态行为：行为：刚开始刚开始时：大量时：大量的橡胶（的橡胶（含有交联剂含有交联剂）与少量）与少量塑料机械混合，塑料机械混合，橡塑比可超过橡塑比可超过8080：2020，塑料塑料为分散相，为分散相，橡胶为连续相橡胶为连续相。 动态硫化技术制备动态硫化技术制备TPVTPV聚合物共聚合物共混混的的相态相态行为：行为：在在共混过程共混过程中：橡胶中：橡胶同时发生同时发生原位交联原位交联反应，反应，黏度大增，在黏度大增，

23、在机械剪切力机械剪切力的作用下被破碎为微的作用下被破碎为微米级的米级的颗粒，同时颗粒，同时发生发生相反转相反转，塑料变为连续塑料变为连续相相，交联橡胶微粒变为分散相。，交联橡胶微粒变为分散相。 TPV TPV的结构与性能的结构与性能特点特点 交联的交联的橡胶颗粒为橡胶颗粒为分散相：分散相：弹性弹性、低压缩永久、低压缩永久变形；变形； 塑料薄层将交联的橡胶颗粒包裹起来，形成塑料薄层将交联的橡胶颗粒包裹起来，形成连连续相：续相：高高弹性，低硬度。弹性，低硬度。 TPVTPV：性能：性能最接近热固性橡胶最接近热固性橡胶的的热塑性弹性体热塑性弹性体，具有具有优异的耐疲劳性能，远超过普通橡胶优异的耐疲劳性能，远超过普通橡胶。 TPV TPV的的应用应用 TPVTPV具有良好的热塑性加工性具有良好的热塑性加工性：代替：代替热交联橡热交联橡胶制造胶制造形状复杂形状复杂的弹性体制品，大大提高生产的弹性体制品，大大提高生产效率。效率。1. 1. 30304040用于制造用于制造汽车配件汽车