高分子材料学合成橡胶课件丁腈氯丁橡胶.ppt

高分子材料高分子材料——丁腈、氯丁橡胶丁腈、氯丁橡胶大连理工大学2010.05.11丁腈橡胶及其结构特征丁腈橡胶及其结构特征• 以丁二烯和丙烯腈为单体，采用乳液聚合 方法，基于自由基聚合机理制备的无规共 聚物 • 微观结构：聚丁二烯以反1,4-结构为主，聚 合温度越低，反式结构含量越高28℃时：反1,4-%为77.6%，cis1,4-%为 12.4%，1,2-%为10.5%• 丙烯腈含量：16%－52%，一般为34%丁腈橡胶及其结构特征丁腈橡胶及其结构特征• 丁腈橡胶是非结晶无定形高聚物 • Tg随着丙烯腈含量的增加而增加• 随着丙烯腈含量的增加，丁腈橡胶的溶解 度参数迅速增加，极性增大• 丁腈橡胶是极性不饱和碳链橡胶 • 1937年，丁腈橡胶实现工业化生产• 中国：兰州、吉林、镇江丁腈橡胶的种类丁腈橡胶的种类普通品种普通品种 • 极高AN含量：42%－53%• 高AN含量：35%－41%• 中高AN含量：28%－34%• 中AN含量：24%－27%• 低AN含量：16%－23%特殊品种特殊品种• 氢化、羧基、液体、粉末丁腈橡胶丁腈橡胶的性能丁腈橡胶的性能• • 优秀的耐油性优秀的耐油性：在通用橡胶中，丁腈橡胶 的耐油性最好。

• 丙烯腈含量越高，耐油性越好• 耐非极性溶剂的能力优于天然橡胶、丁苯 橡胶、丁基橡胶等非极性橡胶，也优于极 性的氯丁橡胶，但耐极性溶剂的能力不佳 • 丁腈橡胶的耐热性不高，耐热性仅达到B级 ，而耐油性达到J级丁腈橡胶的性能丁腈橡胶的性能• • 优异的抗静电性：优异的抗静电性：在通用橡胶中是独一无 二的• 体积电阻为109－1010Ω·cm• 丁腈橡胶是一种半导体材料，可制备抗静 电橡胶制品• 较好的气密性：当丙烯腈含量为39%时，其气密性与丁基橡胶相当• 低温柔性不够好氯丁橡胶及其结构特征氯丁橡胶及其结构特征• 单体：氯丁二烯（Chloroprene rubber）• 聚合方法：乳液聚合• 聚合机理：自由基聚合• 微观结构：反1,4%为85%，顺1,4%为10%，1,2%为 1.5%，3,4%为1%• 头尾结合为85%－90%，头头、尾尾结合 为10%－15%氯丁橡胶及其结构特征氯丁橡胶及其结构特征氯丁橡胶的种类氯丁橡胶的种类• 通用型：硫调型（G型）：以硫磺为调节剂，分子链 中多硫键，聚合温度为40℃非硫调型（W型）：以硫醇为调节剂，分子 链中不含硫磺，聚合温度为10℃以下• 专用型：粘结型、特殊用途型。

• 氯丁胶乳：通用胶乳、特殊胶乳氯丁橡胶及其结构特征氯丁橡胶及其结构特征• 氯丁橡胶：结晶能力高于天然橡胶• 结晶温度：-35℃ －50℃ ，-12℃时结晶速度最大• 结晶熔点：与结晶量相关结晶量为38%时，结晶熔点为73℃结晶量为12%时，结晶熔点为45℃• 结晶能力分为高、中、低、微氯丁橡胶及其结构特征氯丁橡胶及其结构特征• 硫调型的氯丁橡胶结晶能力较低，非硫调 型的氯丁橡胶结晶能力中等，一般粘结型 的氯丁橡胶结晶能力较高 • 氯丁橡胶Tg：-43℃ • 反应惰性：97.5%的氯原子直接连接在主链 双键碳原子上，导致双键和氯原子均不够 活泼，一般硫磺体系难以硫化 • 反应活性：1.5%的氯原子为叔碳烯丙基氯 ，易于发生反应，硫化交联点氯丁橡胶的性能氯丁橡胶的性能• • 阻燃性阻燃性：氧指数为38－41具有不自燃的特点，接触火焰燃烧，离开 火焰便自熄（氧指数大于27具有自熄性） • 自补强性：具有较大的与天然橡胶相当的 拉伸强度 • 耐老化性能、耐臭氧性能比一般不饱和橡 胶好得多，仅次于乙丙橡胶和丁基橡胶 • 耐油性：属于耐油橡胶，耐油性低于丁腈 橡胶氯丁橡胶的性能氯丁橡胶的性能• 气密性：比一般的合成橡胶高，是天然橡胶 的5－6倍。

• 绝缘性：极性橡胶，绝缘性不够好• 低温性能较差：低温结晶，极性橡胶，最低 使用温度为-30℃ • 硫化特性：氯丁橡胶不能用硫磺硫化体系硫 化，用金属氧化物硫化（氧化锌、氧化镁） ，对非硫调型氯丁橡胶还要加入促进剂氯丁橡胶的应用氯丁橡胶的应用• 粘结剂：氯丁橡胶粘结剂约占合成橡胶粘结 剂的80%，多使用高结晶型氯丁橡胶• 阻燃制品：建筑密封条、低压电线电缆包皮 • 耐油制品：密封制品• 耐天候制品：桥梁支座垫片、建筑防水卷材 、公路填缝材料氯丁橡胶的贮存稳定性氯丁橡胶的贮存稳定性• 随着存放时间增长，生胶变硬、焦烧时间 缩短、流动性下降、逐渐失去加工性 • 硫调型：可存放10个月（30℃）• 非硫调型：可存放40天（30℃）• 生胶的存放期：生胶的自然存放产生自发 的交联，生胶从线形α型向支化及交联的 μ型变化，交联到一定程度，橡胶完全失 去加工性。