【橡胶工艺】-橡胶的特性和用途

、、、橡胶的特性和用途橡胶的特性和用途目录橡胶材料的特性与用途2橡胶材料的特性与用途1、具有高弹性 22、具有粘弹性 23、具有缓冲减震作用 24、具有电绝缘性 25、具有温度依赖性 26、具有老化现象 37、必须进行硫化 3橡胶的种类与特性 3天然橡胶（NR） 3丁苯橡胶（SBR） 4顺丁橡胶（BR） 4异戊橡胶（IR） 4氯丁橡胶（CR） 5丁基橡胶（IIR） 5丁腈橡胶（NBR） 6氢化丁腈橡胶（HNBR） 6乙丙橡胶（EPM\\EPDM） 6硅橡胶（Q） 7氟橡胶（FPM） 7聚氨酯橡胶（AU\\EU） 7丙烯酸酯橡胶（ACM\\AEM） 8氯磺化聚乙烯橡胶8氯醚橡胶（CO\\ECO） 8氯化聚乙烯橡胶或CPE） 9丁腈橡胶的应用 9

简介与特性 9研发历史 11生产规模 11(四)

生产技术 12产品应用 12研发趋势 12橡胶材料的特性与用途橡胶材料的特性与用途橡胶材料的基本特点：1、具有高弹性 橡胶 的弹性模量小，一般在1-9.8Mpa。伸长变形大，伸长率可高达100％，仍表现有可恢复的特性，并能在很宽的温度（-50－+150℃）范围内保持有弹性。2、具有粘弹性橡胶是粘弹性体，由于大分子间作用力的存在，使橡胶受外力作用，产生形变时受时间、温度等条件的3具有缓冲减震作用 橡胶对声音及振动的传播有缓和作用，可利用这一特点来防除噪音和振动。4、具有电绝缘性 橡胶和塑胶一样是电绝缘材料。例如天然橡胶和丁基橡胶和体积电阻可达到105、具有温度依赖性高分子材料一般都受温度影响，橡胶在低温时处于玻璃态变硬变脆，在高温时则发生软化、熔融、热氧化、热分解以至燃烧等。6、具有老化现象如同金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化一样，橡胶也会因环境条件变化而发生老化，使性能变坏，使用寿命缩短。7、必须进行硫化 橡胶必须加入硫磺或其它能使橡胶硫化（或交联）的物质，使橡胶大分子交联成空间网状结构，才能得到具有使用价值的橡胶制品，但是热塑橡胶可不必硫化。橡胶的种类与特性（NR）（聚异戊二烯易老化变质；耐油和耐溶剂性不好，在环己烷、汽油、笨中，硫10%的氢氟50%的氢氧化钠；耐热性不高。使用温度范围：约－60℃~＋80℃。制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带、电线电缆的绝缘层和护套以及其他通用制品。特别适用于制造扭振消除器、发动机减震器、机器支座、橡胶－金属悬挂元件、膜片、模压制品。丁苯橡胶（SBR）丁二烯和苯乙烯的共聚体。性能接近天然橡胶，是目前产量最大的通用合成橡胶，其特点是耐磨性、耐老化和耐热性超过天然橡胶，质地也较天然橡胶均匀。缺点是：弹性较低，抗屈挠、抗撕裂性能较差，在多次形变下生热量大，耐油、耐热、耐特种介质的性能差；加工性能差，特别是自粘性差、（BR）是由丁二烯聚合而成的顺式结构橡胶，无需塑炼，属于极性物质。优点是：弹性与耐磨性优良，耐老化性好，耐低温性优异，在动态负荷下发热量小，易于金属粘合，化学稳定型好，能抵抗除强酸外的大部分化学药品的腐蚀。缺点是强度较低，抗撕裂性差，加工性能与自粘性差。使用温度范围：约－60℃~＋100（IR）是由异戊二烯单体聚合而成的一种顺式结构橡50℃~＋100℃可代替天然橡胶制作轮胎、胶鞋、胶管、胶带以及其他通用制品。氯丁橡胶（CR）是由氯丁二烯做单体乳液聚合而成的聚合体。这种橡胶分子中含有氯原子，所以与其他通用橡胶相比：它具有优良的抗氧、抗臭氧性，不易燃，着火后能自熄，耐油、耐溶剂、耐酸碱以及耐老化、气密性好等优点；其物理机械性能也比天然橡胶好，故可用作通用橡胶，也可用作特种橡胶。主要缺点是耐寒性较差，比重较大、相对成本高，电绝缘性不好，加工时易粘滚、易焦烧及易粘模。此外，生胶稳定性差，不易保存。使用温（IIR）是异丁烯和少量异戊二烯或丁二烯的共聚体。最大特点是气密性好，耐臭氧、耐老化性能好，耐热性较高，耐130℃以下；能耐无机强酸（如硫酸、硝酸等）和一般有机溶剂，吸振和阻尼特性良好，化学稳定性好，电绝缘性也非常好。缺点是弹性最差，加工性能差，硫化速度慢，粘着性和耐油性差。使用温度范围：约－40℃~＋120℃。主要用作内胎、水胎、气球、电线电缆绝缘层、化工设备衬里及防震制品、耐热运输带、耐热老化的胶布制品。丁腈橡胶（NBR）度范围：约－30℃~＋100℃。主要用于制造各种耐油制品，如胶管、密封制品等。氢化丁腈橡胶NBRNBR＋150℃。主要用于耐油、耐高温的密封制品。（EPM\\EPDM）乙烯和丙烯的共聚体，一般分为二元150℃，耐极性溶剂－酮、酯等，但不耐脂肪烃和芳香烃，其他物理机械性能略次于天然橡胶而优于丁苯橡胶。缺点是自粘性和互粘性很工设备衬里、电线电缆包皮、蒸汽胶管、耐热运输带、汽车用橡胶制品及其他工业制品。硅橡胶为主链含有硅、氧原子的特种橡胶，其中起主（300℃）又耐低温（是目前最好的耐寒、耐高温橡胶；同时电绝缘性优良，对热氧化和臭氧的稳定性很高，化学惰性大。缺点是机械强度较低，耐油、耐溶剂和耐酸碱性差，较难硫化，价格较贵。使用温度：－60℃~＋200℃。主要用于制作耐高低温制品（胶管、密封件等）、耐高温电线电缆绝缘层，由于其无毒无味，还用于食品及医疗工业。氟橡胶（FPM）点耐温高可达300℃，耐酸碱，耐油性是耐油橡胶中最好的，抗辐射、耐高真空性能好；电绝缘性、机械性能、耐化学腐蚀性、耐臭氧、耐大气老化性均优良。缺点是加工性差，价格昂贵耐寒性用于国防工业制造飞机、火箭上的耐真空、耐高温、耐化学腐蚀的密封材料、胶管或其他零件及汽车工业。聚氨酯橡胶（AU\\EU）有聚酯（或聚醚）与二异氰酸酯类性等也优异。缺点是耐温性能较差，耐水和耐碱性差，耐芳香烃、氯化烃及酮、酯、醇类等溶剂性较差。使用温度范围：约－30℃~＋80℃。制作轮胎紧挨由零件、垫圈、防震制品，以及耐磨、高强度和耐油的橡胶制品。丙烯酸酯橡胶（ACM\\AEM）它是丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯的聚合物。其特点是兼有良好的耐热、耐油性能，在含有硫、磷、氯添加剂的润滑油中性能稳定。同时耐老化、耐氧和臭氧、耐紫外线、气密性优良。缺点是耐寒性差，不耐水，不耐蒸汽及有机和无机酸、碱。在甲醇、乙二醇、酮酯等水溶性溶液内膨胀严重。同时弹性和耐磨性差，电绝缘性差，加工性能较差。使用氯磺化聚乙烯橡胶（CSM）又稱為海帕龍（Hypalon）氯醚橡胶（CO\\ECO）由环氧氯丙烷均聚或由环氧氯丙烷与环氧乙烷共聚而成的聚合物。特点是耐脂肪烃及氯化烃溶剂、耐碱、耐水、耐老化性能极好，耐臭氧性耐油、耐热、耐寒较好。 使用温度范围：-20℃~＋140℃。可用作胶管、密封件、薄膜和容器衬里、油箱、胶辊，制造油封、水封等。氯化聚乙烯橡胶（CMCPE）是聚乙烯通过氯取代反应丁腈橡胶的应用() 简介与特性丁腈橡胶（NBR）是由丁二烯和丙烯腈经乳液共聚而成的聚合物丁腈橡胶以其优异的耐油性而蓍称其耐油性仅次于聚硫橡胶丙烯酸酯橡胶和氟橡胶此外丁腈橡胶还具有良好的耐磨性、耐老化性和气密性，但耐臭氧性、电绝缘性和耐寒性都比较差，而导电性动比较好。因而在橡胶工业中应用得广泛。丁腈橡胶的用途，主要应用于耐油制品，例如各种密封制品。其它还有作为PVC改性剂及与PVC并用做阻燃制品与酚醛并用做结构胶粘剂，做抗静电好的橡胶制品等。 丁腈橡胶nitrilebutadienerubber简称NBR。由丁二烯与丙烯腈共42～46、36～4131～3525～3018～24120℃的空气中150℃的油中长期使用。此外，它还具有良好的耐水性、193580400kt,约占合成橡3％，居第七位。丁腈橡胶多采用乳液聚合连续生30℃5℃,转化率一般维持在70％～85％。生产工艺有以下一些特点：在40℃0.3腈的办法可以改善氰基分布。丁腈橡胶由于分子链间作用力较强，硬度较大，故加工较困难，其中以聚合温度为30℃所5（见高分子共混物，使性能得到改进。() 研发历史丁睛橡胶是目前用量最大的一种特殊合成橡胶，是以丁二烯和丙烯腈为单体经乳液共聚而制得的高分子弹性体。在第二次世界大战爆发的前几年里，发展了多种合成橡胶。德国发现了丁二烯－丙烯腈的共聚橡胶－丁腈橡胶，并发现这种橡胶耐油、耐汽油以及耐高温老化方面均优于天然橡胶。() 生产规模2000NBR610kt/a，占合成橡胶总生4.71996～2000NBR2.9％。(四) 生产技术NBR工业生产采用的乳液聚合工艺早已成熟和定型，我国现有3套生产装置，其中l套生产硬胶，总生产能力为30kt/aZeon15kt/a200042000436～38kt，当年产量lO.8kt。() 产品应用丁腈橡胶(NBR)分子链上带有极性腈基基团，赋予其耐油、耐热老化等优异性能，具有较宽的使用温度范围；主要用于制作耐油橡胶制品，广泛应用于汽车工业、航空航天、石油开采、化工、轻纺、电线电缆、建筑材料等，其消耗量约占合成橡胶总量的3％。() 研发趋势NBRNBR新品种，如氢化丁腈橡胶HNB、粉末丁腈橡胶（PNBR、羧基丁腈橡胶（XNBR、液体丁腈橡胶等，NBR2515.0万吨/年，福建、广东地区的年10.0万吨/年。其中ft东地区主要以轮胎、输送带、胶管和胶鞋为主，江苏、浙江和上海地区主要以轮胎、车胎、胶鞋为主，广东、福建地区主要以胶鞋、轮胎为其传统的橡胶加工行业。在今后几年，我国汽车工业仍将持续快速发展[7]，由此将继续推动轮胎行业的快速发展。另外，随着国家一系列基础项目进一步实施，将会给工程轮胎以及各种胶管、胶带等行业带来巨大的潜在市场。另外，制鞋及其它橡胶制品应用领域对丁苯橡胶的需求量也将有较大的增长。丁苯橡胶的分类自1937年开始生产丁苯橡胶以来，经过不断改进和发展，生产方法出现了低温乳液聚合和溶液聚合，产品品种也出现了充油、充炭黑、液体丁苯、高苯乙烯、羧基丁苯等。目前，世界上三十多个国家和地区，生产着数百种丁苯橡胶。丁苯橡胶按聚合方法、聚合温度、辅助单体含量及充填剂等的不同，可简单分为几类[8]1.1展示了丁苯橡胶的分类，图中数字是国际合成橡胶生产者协会统一的分类，每个数字代表一个系列，每个系列后两位数字不同，还有若干品种。乳液聚合丁苯橡胶橡胶丁苯橡胶

1000高温丁苯橡胶1100高温充炭黑用炼胶高温乳聚丁苯橡胶 1200高温充油丁苯橡胶1300高温充油充炭黑用炼胶2000高温丁苯胶乳一般品种 1500低温丁苯橡胶1600低温充炭黑用炼胶低温乳聚丁苯橡胶 1700低温充油用炼胶1800低温充油充炭黑用炼胶2100低温丁苯胶乳高苯乙烯丁苯橡胶特殊品种乳聚丁苯橡胶 羧基丁苯橡胶液体丁苯橡胶溶液聚合丁苯橡胶橡胶

烷基锂溶聚丁苯橡胶锡偶联丁苯橡胶高反-1,4-丁苯橡胶1.1丁苯橡胶的分类

无规共聚丁苯橡胶橡胶嵌段共聚丁苯橡胶橡胶4丁苯橡胶的结构、性能和用途丁苯橡胶作为通用橡胶其结构性能用途都有它自身的特点。丁苯橡胶的结构丁苯橡胶的主链结构如下：CH CH CH CH2 2

CH CH CHxyCHz2 2xyCHzCH乳液聚合和部分溶液聚合的丁苯橡胶是丁二烯与苯乙烯的无规共聚物，还有一部分溶液聚合的丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯的嵌段共聚物[9]。乳液聚合的产品中残留有乳化剂、丁二烯在丁苯橡胶分子中主要是-1,4-聚合，而-1,2-聚合较少。乳液聚合所得产物中，反-1,4-聚合居多；而溶液聚合丁苯橡胶中，则顺-1,4-聚合较多。高温、低温乳液聚合丁苯橡胶分子相比较，高温乳液聚合橡胶中顺-1,4-聚合多，反-1,4-聚合少，而-1,2-聚合在两者中相差不大。丁苯橡胶分子中苯乙烯含量多少，决定其玻璃化温度的高低。大量生产的乳液丁苯橡23.5%(质量)，这种含量的丁苯橡胶有较好的物理力学性能。溶液聚合丁苯橡胶苯乙烯含量为25%左右。苯乙烯含量高时，玻璃化温度高，反之则低。如含苯乙烯60%~80%Tg1823.5%时，Tg为10%时，Tg为-75℃。乳液聚合丁苯橡胶的数均分子量MnMn在二十万以上。乳液聚合丁苯橡胶分子量分布比溶液聚合丁苯橡胶宽。高温乳液聚合丁苯橡胶的分子量分布指数Mw/Mn7.5Mw/Mn4～6胶Mw/Mn1.5～2.0。丁苯橡胶的性能非污染型丁苯橡胶为无色至浅黄色，污染型丁苯橡胶为褐色至棕色的弹性体。丁苯橡胶的相对密度为0.92～0.97，随苯乙烯含量增加而增大。一般苯乙烯含量为23%的丁苯橡胶相对密度为0.94。丁苯橡胶的弹性低于天然橡胶，但在合成橡胶中还是比较好的。丁苯橡胶的玻璃化温度比天然橡胶高15℃，耐寒性比天然橡胶稍差。5丁苯橡胶是非自补强橡胶，生胶强度很差，但如果加入炭黑做补强剂，其性能会大大改善。丁苯橡胶加工时，加配合剂难度比天然橡胶大，配合剂在丁苯橡胶中分散性差。丁苯橡胶耐磨性能优于天然橡胶，溶液聚合丁苯橡胶还优于乳液聚合丁苯橡胶。耐老化、耐龟裂性能比天然橡胶好。丁苯橡胶对湿路面抓着力比顺丁苯橡胶大。溶液聚合丁苯橡胶的滚动阻力比乳液聚合丁苯橡胶的低，且对湿路面的抓着力大于低温乳聚丁苯橡胶。丁苯橡胶的耐溶剂性能及其电性能均与天然橡胶相近。耐水、耐酸、耐碱性能好，不丁苯橡胶的化学性质与天然橡胶有类似的反应性，即可用硫磺硫化、不耐老化等。丁苯橡胶的化学反应活性比天然橡胶稍低，硫化速度慢，耐老化性比天然橡胶好，其使用温度大约可比天然橡胶高10～20丁苯橡胶的用途丁苯橡胶是消耗量最大的一种通用合成橡胶，应用非常广泛。除要求耐油、耐热、耐特殊介质外，一般场合均可使用。丁苯橡胶消耗量最大的是轮胎工业。轿车轮胎、拖拉机轮胎和摩托车轮胎应用比例较大，载重汽车轮胎及子午胎的应用比例较小。某些汽车零件也使用丁苯橡胶来制造。丁苯橡胶还用于制造无特殊要求的胶带、胶管等工业品。如皮带运输机的输送带、输送胶管、胶辊、防水橡胶制品、胶布制品等。丁苯橡胶还可以制造日常生活用品，如胶鞋、雨衣等。此外，丁苯橡胶还用于电缆加工、黏合剂、涂料、建筑等非橡胶工业部门。丁苯橡胶的生产技术丁苯橡胶生产工艺目前有两种路线。乳液聚合(ESBR)乳聚丁苯橡胶StyreneButadieneESBR)系丁二烯和苯乙烯在乳液中自由基共聚而成。30公司首先实现工业化。其生产方法共有两种，一种是以拉开粉(二丁基萘磺酸钠)50℃“热法”(或加脂肪酸皂)为乳化剂，5冷法热6乳聚工艺由于其产品凝胶含量多、质量差等因素逐步被“冷法”乳聚工艺所取代。目前，世界E-SBR的生产技术主要以“冷法”乳聚工艺为主，其生产工艺基本定型，产品约