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我是氯丁橡膠,大家叫我CR,我的簡歷如下!

發布時間:2020-05-25  瀏覽量:61

  氯丁橡膠(CR, Chloroprene rubber)又稱氯丁二烯橡膠,是氯丁二烯(即2-氯-1,3-丁二烯)為主要原料進行α-聚合生成的彈性體。它由杜邦公司(DuPont)的華萊士·卡羅瑟斯(Wallace Hume Carothers)于1930年4月17日首先制得,杜邦于1931年11月公開宣布已經發明氯丁橡膠,并于1937年正式推向市場,使氯丁橡膠成為第 一個實行工業化生產的合成橡膠品種。

  氯丁橡膠特性

  氯丁橡膠,又稱氯丁二烯(氯丁)橡膠,英文名稱: Chloroprene Rubber(CR)。外觀呈乳白色至米黃色或淺棕色片狀或塊狀物,不含滑石粉以外的機械雜物,無焦燒粒子。其物理及化學特性為:由2-氯-1,3-丁二烯經乳液聚合制成的均聚物。氯丁橡膠相對密度(d420)0.958, 熔點-130℃,沸點59.4℃,折射率(nD20)1.4583,蒸汽壓(20.8℃)26.66kPa。溶于乙醇、乙酸、丙酮等多種有機溶劑,微溶于乙二醇、水。在光、熱、電離輻射和催化劑存在下易聚合。其分子量一般為10~20萬,相對密度1.15~1.25,玻璃化溫度- 45℃,有極性,具有規整的分子排布和可逆的結晶性能。

  氯丁橡膠均以乳液聚合法生產,生產工藝流程多為單釜間歇聚合。聚合溫度多控制在40~60℃,轉化率則在90%左右。聚合溫度、轉化率過高或聚合過程中進入空氣(氧氣)均會導致產品質量下降。生產中用硫磺-秋蘭姆(四烷基甲氨基硫羰二硫化物)體系調節分子量。硫磺-秋蘭姆體系的主要缺點在于硫鍵不夠穩定,這是影響貯存性的重要原因之一。若用硫醇調節分子量,則可改善此種性能。氯丁橡膠與一般合成橡膠不同,它不用硫磺硫化,而是用氧化鋅、氧化鎂等硫化。

  氯丁橡膠的品種和牌號較多,是合成橡膠中牌號多的一個膠種。氯丁橡膠的品種和牌號可按如下幾種情況劃分:

  ①按分子量調節方式分為硫黃調節型、非硫黃調節型、混合調節型。

  ②按結晶速度和程度大小分為快速結晶型、中等結晶型和慢結晶型。

  ③按結晶速度和程度大小分為快速結晶型、中等結晶型和慢結晶型。

  ④按門尼粘度高低分為高門尼型、中門尼型和低門尼型。

  ⑤按所用防老劑種類分為污染型和非污染型。

  美國杜邦(DuPont)公司Neoprene系列氯丁橡膠;日本電氣化學公司Denka系列氯丁橡膠的;德國拜耳(Bayer)公司Bay pren系列氯丁橡膠;法國迪斯狄吉爾(Distugil)公司Butaehlor系列氯丁橡膠;俄羅斯Nairit系列氯丁橡膠;日本東洋曹達(Soda)公司Skyprene系列氯丁橡膠;美國Petro-Tex化學公司Neoprere系列氯丁橡膠。

  氯丁膠玻璃化溫度?40-50°C,碎化點?35°C,軟化點約80°C,230-260°C下分解。溶于氯仿、苯等有機溶劑,在植物油和礦物油中溶脹而不溶解。有良好的物理機械性能,耐油,耐熱,耐燃,耐日光,耐臭氧,耐酸堿,耐化學試劑。

  缺點是耐寒性和貯存穩定性較差。具有較高的拉伸強度、伸長率和可逆的結晶性,粘接性好。耐老化、耐熱。耐油、耐化學腐蝕性優異。耐候性和耐臭氧老化僅次于乙丙橡膠和丁基橡膠。

  耐熱性與丁腈橡膠相當,分解溫度230~260℃,短期可耐120~150℃,在80~100℃可長期使用,具有一定的阻燃性。

  耐油性僅次于丁腈橡膠。耐無機酸、堿腐蝕性良好。耐寒性稍差,電絕緣性不佳。生膠儲存穩定性差,會產生“自硫”現象,門尼黏度增大,生膠變硬。

  氯丁橡膠與天然橡膠結構相似,不同的是氯丁橡膠中極性的負電性基團取代了天然橡膠中的甲基,從而改善了氯丁橡膠的耐臭氧、耐油以及耐熱性能。總之它具有優良的耐候性、耐臭氧性、耐化學腐蝕性、耐油性等,其綜合物理機械性 能也較好。因此氯丁橡膠的用途非常廣泛,既可以作為通用橡膠又可以作為特種橡膠使用。其主要的物理機械性能如下:

  (1)氯丁橡膠的強度

  氯丁橡膠的拉伸性能與天然橡膠相似,其生膠具有很 高的拉伸強度和斷裂伸長率,屬于自補強性橡膠;氯丁橡膠分子結構規整  ,分子 鏈中含有氯原子極性基團,增加了分子間的作用力。因此在外力作用下,易于拉  伸結晶 (自補強性),分子間不易滑脫。另外分子量較大  (2.0~20萬),所以拉伸強度較大。

  (2)優異的耐老化性能

  氯丁橡膠分子鏈的雙鍵上連接的氯原子使得雙鍵和氯原子都變得不活潑,因此其硫化膠的貯存穩定性好;不易受大氣中的熱、氧、光的作用,表現為優良的耐老化(耐候、耐臭氧及耐熱)性能。其耐老化性能特別是耐候、耐臭氧性能,在通用橡膠中僅次于乙丙橡膠和丁基橡膠,遠優于天然橡膠;其耐熱性優于天然橡膠和丁苯橡膠,和丁睛橡膠相似,能在 150℃下短期使用,在90-110℃下可使用 4個月之久。

  (3)優異的耐燃性

  氯丁橡膠的耐燃性是通用膠中好的,它具有不自燃的特點,接觸火焰可以燃燒,但隔斷火焰即自行熄滅 ,這是因為氯丁橡膠燃燒時,在高溫的作用下可分解出氯化氫氣體而使火熄滅。

  (4)優異的耐油性、耐溶劑性

  氯丁橡膠的耐油性僅次于丁睛橡膠而優于其他通用橡膠。這是因為氯丁橡膠分子中含有極性氯原子,增加了分子的極性。

  氯丁橡膠的耐化學腐蝕性也很好,除強氧化性酸外,其他酸、堿對其幾乎沒有影響。氯丁橡膠的耐水性也比其他合成橡膠要好。

  氯丁橡膠由于分子結構的規整性和極性,較大的內聚力限 制了分子的熱運動,特別在低溫下熱運動更困難。在拉伸變形后也難于恢復原狀,即產生了結晶,使橡膠失去彈性,甚至發生脆折斷裂現象,因此氯丁橡膠耐寒性不好。

  氯丁橡膠比天然、丁苯、丁基橡膠等的結晶傾向性更大,這是因為氯丁橡膠 的分子中以1,4加成反式結構為主,分子呈規則的線性排列結構,決定了氯丁橡 膠的結晶度,含量越高,對應的氯丁橡膠結晶能力越強。未硫化膠和硫化膠經長期放置后,便會緩慢硬化而喪失粘著性,即產生了結晶。溫度降低,結晶速度加快,結晶后橡膠變硬,硬度和定伸應力增大。

  主要用途

  氯丁橡膠用途十分廣泛,主要用做電線電纜護套、膠管、耐油橡膠制品、耐熱傳送帶、印刷膠棍、膠皮水壩、建筑用密封條、公路填縫密封膠、橋梁支座、油田用電線防水帽、阻燃橡膠制品、各種密封圈墊以及化工設備防腐襯里和氯丁橡膠膠粘劑等。近年來氯丁橡膠在建筑防水材料、密封材料、粘合劑、海洋開發、醫療衛生、能源開發及人民生活方面都被開發出新用途,擴大了應用領域。

  一、耐候性膠料

  表明氯丁橡膠耐候性優良的實例,有電線、電纜,其實際使用時間長達20~30年。就廣義的耐候性來說,應具有耐紫外線、耐熱,耐寒、耐水浸蝕、耐沙蝕及風蝕的性質,同時還要兼有耐臭氧老化等性能。耐候性配方的體積含膠率一般在50%以上,當對耐候性要求較高時,應采用炭黑配方,至少要配合10份以上的細粒子爐法炭黑。無機填充劑以陶土、硅酸鈣為好。淺色制品配方需要配合紫外線遮蔽劑,可使用氧化鐵紅、酞青藍、鈦白粉等。防老劑可采用耐熱、耐屈撓防老劑(胺類防老劑)和抗臭氧防老劑(對苯二胺類防老劑)并用。常用的有防老劑A、D、4010、4010NA等,前二者的用量為1~2份,防老劑4010用量為l.5~2.0份,防老劑4010NA可用到5份。軟化劑應選用飽和烴類,如石蠟、凡士林等。

  二、耐臭氧性膠料

  提高氯丁橡膠耐臭氧性的要點為;采用高含膠率配方,填充劑分散要均勻,保持低限度的定伸性能,采取強力抗臭氧防老劑和石蠟并用,使制品表面形成保護膜,而且在制品設計上使之處于不受應力的狀態等。

  三、耐熱性膠料

  氯丁橡膠常用來制造耐熱輸送帶、膠管和膠輥等制品。該膠受熱作用后,剛性增大,定伸應力、硬度增加,拉伸強度和伸長率減小。通常只要伸長率不是極度減小,都不會妨礙使用。因此耐熱性配方的關鍵就在于保持伸長率,并盡量抑制硬化。但從實用角度出發,也應考慮其它物性,如回彈性、屈撓龜裂、耐壓縮永久變形性等,而這些物理性能能夠從硬度、伸長率的變化推測出來。

  硫化體系采用氧化鎂和氧化鋅體系較好,該體系和氧化鉛體系差別不大。氧化鋅使用10~15份,可提高膠料的耐熱性,特別是能保持其彈性。硫黃或能放出硫的配合劑,會降低耐熱性,使膠料變硬。促進劑NA-22的耐熱效果好,用量為0.75 ~1.0份,可以單用,也可和DM并用。

  四、耐壓縮永久變形膠料

  氯丁橡膠常用作密封、墊圈、墊片、墊塊、墊板等制品,對壓縮永久變形比較重視。氯丁橡膠只要配方得當、其耐壓縮永久變形性完全可超過天然橡膠。其配方要點如下。

  (1)當配合炭黑時,非硫黃調節型氯丁橡膠比硫黃調節型氯丁橡膠的壓縮永久變形小;在配合無機填充劑時,兩者大體相當;當要求低溫壓縮永久變形時,應使用抗結晶型氯丁橡膠,并配用硫黃。

  (2)硫化程度宜高,可采用延長硫化時間、提高硫化溫度、增加促進劑用量等方法使之實現。

  (3)炭黑采用軟質炭黑,中等用量即十分有效。無機填充劑效果不好,其中煅燒陶土有一定效果,但使膠料強伸性能下降。

  (4)促進劑一般使用促進劑NA-22。若使用三甲基硫脲,壓縮永久變形極小,但貯存穩定性和伸長等性能較差。不用硫黃或能釋放出硫黃的硫化油膏作促進劑。金屬氧化物中氧化鎂、氧化鋅體系較好,氧化鉛體系較差。五、耐屈撓龜裂性膠料。

  五、耐寒性膠料

  若將彈性體在低溫下放置,則會喪失其特征彈性而硬化。為了區別低溫下彈性體的性狀,將其分為結晶化(一次轉變點)和玻璃化氯丁橡膠在低溫下放置,逐漸喪失橡膠彈性,變成具有塑料的性質。稱作剛化;進而喪失韌性,變得非常不耐變形,受沖擊力作用即脆折,稱作脆化。氯丁橡膠玻璃化轉變所表現的物理現象有剛化和脆化。一般其脆化溫度要比剛化溫度低數度。

  六、耐燃性膠料

  氯丁橡膠因含有氯,具有隔離火源即自行熄火的不自燃性,常被用作耐燃性橡膠制品,如耐燃輸送帶、電纜護套等。配方中常采用三氧化二銻作耐燃劑,它能與氯丁橡膠中的氯化合,生成梯的氯化物,覆蓋在膠料表面,阻擋氧的侵人,具有優良的耐燃效果。用量10~20份不會影響膠料物性。硼酸鋅也可提高耐燃性,它在燃燒時熔融,形成遮蔽膜覆蓋在表面,阻止燃料。用量一般為10份。無機填充劑比炭黑的耐燃性大,陶土和硅酸鈣具有較好的耐燃性,氫氧化鋁的耐燃性更好。作為軟化劑使用的石油類增塑劑有助燃作用。氯化石蠟可在比氯丁橡膠分解溫度低的溫度下分解,放出不燃性氣體,減少發火性。此外磷酸三甲苯酯也具有很強的耐燃性。


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