通用合成橡膠: 順丁橡膠BR
來(lái)源:深圳市澳佛特橡膠制品有限公司 發(fā)布日期:2016-12-10 瀏覽次數:1843
順丁橡膠(BR),是順式-1,4-聚丁烯橡膠的簡(jiǎn)稱(chēng)。它是由丁烯單體在催化劑作用下通過(guò)溶液聚合制得的有規立構橡膠。
一、高順式聚丁二烯橡膠(順丁橡膠)的結構特點(diǎn)
順丁橡膠有著(zhù)與天然橡膠非常相似的分子構型,只是在丁二烯鏈節中雙鍵一端的碳原子上少了甲基取代基.
順丁橡膠有以下的結構特點(diǎn):
①結構規整、無(wú)側基的碳鏈橡膠??梢越Y晶、無(wú)極性、分子間作用力較小、分子鏈柔順性好,非極性橡膠。
②每個(gè)結構單元上存在一個(gè)雙鍵,不飽和橡膠,但是因為雙鍵一端沒(méi)有甲基的推電子性而使得雙鍵活性沒(méi)有天然橡膠的大。
③平均相對分子質(zhì)量比較低,相對分子質(zhì)量分布也比較窄。
二、順丁橡膠的性質(zhì)、性能特點(diǎn)和應用
順丁橡膠的性質(zhì)、性能特點(diǎn)如下:
①由于分子鏈非常柔順、相對分子質(zhì)量分布較窄,因此具有比天然橡膠還要高的回彈性,其彈性是目前橡膠中最好的;滯后損失小,動(dòng)態(tài)生熱低。此外,還具有極好的耐寒性(玻璃化溫度為-105℃),是通用橡膠中耐低溫性能最好的。
②由于結構規整性好、無(wú)側基、摩擦系數小,所以耐磨性特別好,非常適用于耐磨的橡膠制品,但是抗濕滑性差。
③由于是不飽和橡膠,易使用硫黃硫化,也易發(fā)生老化。但因含有雙鍵的化學(xué)活性比天然橡膠稍低,故硫化反應速度較慢,介于天然橡膠和丁苯豫膠之間,而耐熱氧老化性能比天然橡膠稍好。
④由于分子鏈非常柔順,且化學(xué)活性較天然橡膠低,因而耐屈撓性能優(yōu)異,表現為制品的耐動(dòng)態(tài)裂口生成性能好。
⑤由于分子鏈柔性好,濕潤能力強,因此可比丁苯橡膠和天然橡膠填充更多的補強填料和操作油,從而有利于降低膠料成本。
⑥由于分子間作用力小,分子鏈非常柔順,分子鏈段的運動(dòng)性強,所以順丁橡膠雖屬結晶性橡膠,但在室溫下僅稍有結晶性,只有拉伸到300~400%的狀態(tài)下或冷卻到—30℃以下,結晶才顯著(zhù)增加。因此,在通常的使用條件下,順丁橡膠無(wú)自補強性。其純膠硫化膠的拉伸強度低,僅有1~10MPa。通常需經(jīng)炭黑補強后才有使用價(jià)值(炭黑補強硫化膠的拉仲強度可達17~25MPa)。此外,順丁橡膠的撕裂強度也較低,特別在使用過(guò)程中,膠料會(huì )因老化而變硬脆,彈性和伸長(cháng)率下降,導致其出現裂口后的抗裂口展開(kāi)性尤差。
⑦由于是非極性橡膠,分子間作用力又較小,分子鏈因柔性好使分子間空隙較多,因此順丁橡膠的耐油、耐溶劑性差。且由于相對分子質(zhì)量較低,相對分子質(zhì)量分布較窄,分子鏈間的物理纏結點(diǎn)少,故膠料貯存時(shí)具有冷流性,但硫化時(shí)的流動(dòng)性好,特別適于注射成型。
⑧由于分子鏈非常柔順,在機械力作用下膠料的內應力易于重新分配,以柔克剛,且相對分子質(zhì)量分布較窄,分子間力較小,因此加工性能較差。表現在塑性不易獲得;開(kāi)煉機混煉時(shí),輥溫稍高就會(huì )產(chǎn)生脫輥現象(這是由于順丁橡膠的拉伸結晶熔點(diǎn)為65℃左右,超過(guò)其熔點(diǎn)溫度,結晶消失,膠片會(huì )因缺乏強韌性而脫輥);成型貼合時(shí),自黏性差。
利用順丁橡膠上述性能的優(yōu)點(diǎn),特別是優(yōu)異的彈性、耐磨性、耐寒性以及生熱低,廣泛地用于輪胎制造。所制出的輪胎胎面,在苛刻的行駛條件下,如高速、路面差、氣溫很低時(shí),可以顯著(zhù)地改善耐磨耗性能,提高輪胎使用壽命。順丁橡膠還可以用來(lái)制造其他耐磨制品,如膠鞋、膠管、膠帶、膠輥等,以及各種耐寒性要求較高的制品。
順丁橡膠性能上的缺點(diǎn),諸如抗濕滑性差、撕裂強度低、抗裂口展開(kāi)性差、加工困難、冷流性大等,可以通過(guò)與其他橡膠并用以及通過(guò)配方和工藝的改進(jìn)而得到改善。
由于制造順丁橡膠的原料來(lái)源豐富,價(jià)格低廉,以及順丁橡膠的優(yōu)異性能,所以它是合成橡膠中發(fā)展較快的一種橡膠,在全世界合成橡膠的產(chǎn)量和耗量上僅次于丁苯橡膠,居第二位。
三、品種類(lèi)型
丁二烯單體在聚合反應中可能生成順式-1,4、反式-1,4以及1,2等三種結構。這三種結構的比例會(huì )因催化劑類(lèi)型和反應條件的不同而有所區別。表1-8概括了不同催化劑類(lèi)型制得價(jià)值的典型聚丁二烯橡膠的結構。
采用鈦型 、鈷型、鎳型等定向催化劑時(shí),聚合物的順式-1,4結構含量一般可控制在90%以上,稱(chēng)為有規立構橡膠,有較優(yōu)異的性能。聚丁二烯橡膠按照順式-1,4結構含量的不同,可分為高順式(順式含 量96%~98%)、中順式(順式含量90%~95%)和低順式(順式含量40%以下)三種類(lèi)型。
高順式聚丁二烯橡膠的物理機械性能接近于天然橡膠,某些性能還超過(guò)了天然橡膠。因此,目前各國都以生產(chǎn)高順式聚丁二烯橡膠為主。
低順式聚丁二烯橡膠中,含有較多的乙烯基(即1,2結構)的中乙烯基丁二烯橡膠。它具有較好的綜合平衡性能,并克服了高順式丁二烯橡膠的抗濕滑性差的缺點(diǎn),最適宜制造輪胎,目前正在發(fā)展中。
中順式聚丁二烯橡膠,由于物理機械性能和加工性能都不及高順式聚丁二烯橡膠,故趨于淘汰。
- 上一篇:橡膠原材料之通用合成橡膠: 丁苯橡膠SBR
- 下一篇:固體天然橡膠的分類(lèi)和等級【返回目錄】