橡胶分为两大类,天然橡胶和合成橡胶。其中合成橡胶在根据其应用领域要求的特点分为通用合成橡胶和特种合成橡胶。
1、天然橡胶
主要成分是顺式聚异yi戊wu二er烯xi(分子式C5H8)n(顺-1,4-聚异yi戊wu二er烯xi)含量在90%以上,具有弹性大、定伸强度高、抗撕裂性和耐磨性良好、易于与其它材料粘合等特点,广泛用于轮胎、胶带等橡胶制品的生产。一般为片状固体,相对密度0.94,折射率1.522,弹性模量2~4MPa,130~140℃时软化,150~160℃粘软,200℃时开始降解。常温下有较高弹性,略有塑性,低温时结晶硬化。有较好的耐碱性,但不耐强酸。不溶于水、低级酮和醇类,在非极性溶剂如三san氯lv甲jia烷wan、四si氯lv化hua碳tan等中能溶胀。
通常我们所说的天然橡胶,是指从巴西橡胶树上采集的天然胶乳,经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物。由于天然橡胶具有一系列物理化学特性,尤其是其优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性等特性,并且,经过适当处理后还具有耐油、耐酸、耐碱、耐热、耐寒、耐压、耐磨等宝贵性质,所以,具有广泛用途。在天然橡胶的各类化学反应中,最重要的是氧化裂解反应和结构化反应。前者是生胶进行塑炼加工的理论基础,叶酸橡胶老化的原因所在;后者则是生胶进行硫化加工制得硫化的理论依据。而天然橡胶的氯化、环化、氢化等反应,则可应用于天然橡胶的改性方面。随着工业发展市场需求,橡胶需求量太大,单纯依靠橡胶树根本无法满足实际生产需要(汽车数量的大量增加用于制造轮胎的橡胶的需求量也变成大)。面对如此严峻的形势,各国竞相研制合成橡胶。
2、合成橡胶
广义上指用化学方法合成制得的橡胶,用以区别从橡胶树生产出的天然橡胶,是由人工合成的高弹性聚合物,是三大合成材料之一。其产量仅低于合成树脂、合成纤维。合成橡胶发展历史悠久,有着广阔的研究前景。在20世纪初开始生产,从40年代起得到了迅速的发展。合成橡胶一般在性能上不如天然橡胶全面,但它具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低温等性能,因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。近几年,我国合成橡胶产能快速提高,但未能从根本上满足国内的巨大需求,每年进口量依然很大。细分市场方面,顺丁橡胶和丁苯橡胶用途最广,需求最多。
工业合成橡胶材料主要目的是节约成本、提高天然橡胶制品的特性。是很多企业生产中低档型的产品的首shou选xuan。合成橡胶材料具有优良的耐热性、耐寒性、防腐蚀性且受环境因素影响小,合成橡胶材料极限环境(-60℃-250℃)可以正常使用。但主要缺点存在于它的拉伸效果差,抗撕裂强度以及机械性能差。其性能因单体不同而异,少数品种的性能与天然橡胶相似。某些合成橡胶具有较天然橡胶优良的耐温、耐磨、耐老化、耐腐蚀或耐油等性能。合成橡胶是由不同单体在引发剂作用下,经聚合而成的品种多样的高分子化合物,单体有丁ding二er烯xi、苯ben乙yi烯xi、丙bing烯xi腈jing、异yi丁ding烯xi、氯lv丁ding二er烯xi等多种。聚合工艺有乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合、本体聚合四种。
合成橡胶的分类方法很多。按使用特性分为通用型橡胶和特种橡胶两大类。通用型橡胶指可以部分或全部代替天然橡胶使用的橡胶,如丁苯橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶等,主要用于制造各种轮胎及一般工业橡胶制品。通用橡胶的需求量大,是合成橡胶的主要品种。而特种橡胶是指具有耐高温、耐油、耐臭氧、耐老化和高气密性等特点的合成橡胶,常用的有硅橡胶、各种氟橡胶、聚硫橡胶、氯醇橡胶、丁腈橡胶、聚丙bing烯xi酸suan酯橡胶、聚氨酯橡胶和丁基橡胶等,主要用于要求某种特性的特殊场合
合成橡胶的生产工艺大致可分为三部分
(1)单体的合成和精制
(2)聚合过程
(3)橡胶后处理
生产工艺
(1)单体生产
合成橡胶的基本原料是单体,精制常用的方法有精馏、洗涤、干燥等。
(2)聚合过程
聚合过程是单体在引发剂和催化剂作用下进行聚合反应生成聚合物的过程。有时用一个聚合设备,有时多个串联使用。合成橡胶的聚合工艺主要应用乳液聚合法和溶液聚合法两种。时下,采用乳液聚合的有丁苯橡胶、异戊橡胶、丁丙橡胶、丁基橡胶等。
(3)后处理
后处理是使聚合反应后的物料(胶乳或胶液),经脱除未反应单体、凝聚、脱水、干燥和包装等步骤,最zui后hou制得成品橡胶的过程。乳液聚合的凝聚工艺主要采用加电解质或高分子凝聚剂,破坏乳液使胶粒析出。溶液聚合的凝聚工艺以热水凝析为主。凝聚后析出的胶粒,含有大量的水,需脱水、干燥。
行业前景
目前亚洲已占全quan球qiu合成橡胶生产的半壁江山,各大合成橡胶企业争相投资亚洲各国,而且装置规模越来越大,加上欧美合成橡胶产能明显向亚洲转移,今后亚洲丁基橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶等多种合成橡胶的生产将逐渐占据全quan球qiu主导地位。我国合成橡胶产能、产量已位居世界第di一yi。年随着全quan球qiu经济不确定因素增加,我国轮胎出口贸易摩擦加剧、国内产能过剩等问题尤其让人担忧,未来,我国合成橡胶产业将面临更大的挑战。
3、特种橡胶
具有特殊性能和特殊用途能适应苛刻条件下使用的合成橡胶。如耐300℃高温,耐强侵蚀,耐臭氧、光、天候、辐射和耐油的氟橡胶;耐-100℃低温和260℃高温,对温度依赖性小、具有低黏流活化能和生理惰性的硅橡胶;耐热、耐溶剂、耐油,电绝缘性好的丙bing烯xi酸suan酯橡胶。其他还有聚氨酯橡胶、聚醚橡胶、氯化聚乙yi烯xi、氯磺化聚乙yi烯xi、环氧丙bing烷wan橡胶、聚硫橡胶等,它们亦各具优异的独特性能,可以满足一般通用橡胶所不能胜任的特定要求,在国防、工业、尖qian端duan科学技术、医疗卫生等领域有着重要作用。
现状和发展
经过多年的发展,我国特种合成橡胶从整体上看仍存在一些问题:
(1)发展缓慢,规模小,产量小,产品质量不稳定,产品没有形成系列化;
(2)特种橡胶专用配合剂,如硫化剂、促进剂、防老剂及操作助剂等的开发和生产得不到重视;
(3)对特种橡胶的加工和应用研究不够,加工工艺和设备比较落后,等等。
鉴于我国特种橡胶的现状及国情发展我国特种橡胶工业需从合成与加工应用两方面着手。在合成方面,应积极借鉴或引进国外先进技术,扩大生产规模,进行装置的技术改造,提高现有装置的生产技术水平,改进工艺,增加品种,提高生产效率,降低能耗,改变品种少、产量小、质量差的局面,以满足我国对特种橡胶的要求。在加工方面,应需加强特种橡胶的应用开发,注重开发和使用专用配合剂以提高产品性能,深人研究加工工艺,引进和开发先进的加工设备,同时加强特种橡胶之间、特种胶与通用胶的并用研究,扩大和推广我国特种橡胶的应用,使我国特种橡胶的生产进入一个系统化的发展阶段。可以预测特种橡胶及其制品在我国未来经济众多领域将有一个飞跃性发展。
特种橡胶的种类及特点
①氟橡胶。分子结构中含有氟原子的合成橡胶。通常以共聚物中含氟单元的氟原子数目来表示,如氟橡胶23,是偏二氟fu乙yi烯xi同三氟氯lu乙yi烯xi的共聚物。氟橡胶耐高温、耐油、耐化学腐蚀。
②丁腈橡胶。简称NBR,由丁ding二er烯xi和丙烯腈共聚制得。耐油、耐老化性能好,可在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。此外,还具有耐水性、气密性及优良的粘结性能。
③硅橡胶。主链由硅氧原子交替组成,在硅原子上带有有机基团。耐高低温,耐臭氧,电绝缘性好。
④氯丁橡胶。简称CR,由氯lv丁ding二er烯xi聚合制得。具有良好的综合性能,耐油、耐燃、耐氧化和耐臭氧。但其密度较大,常温下易结晶变硬,贮存性不好,耐寒性差。
⑤聚硫橡胶。由二卤代烷与碱金属或碱土金属的多硫化物缩聚而成。有优异的耐油和耐溶剂性,但强度不高,耐老化性、加工性不好,有臭味,多与丁腈橡胶并用。此外,还有聚氨酯橡胶、氯醇橡胶、丙bing烯xi酸suan酯橡胶等。
Special type rubber that has some special properties of the rubber. Are:
① fluorine rubber. Containing fluorine atoms in the molecular structure of synthetic rubber. Usually fluorinated copolymer unit, said the number of fluorine atoms, such as fluorine rubber, 23, is a vinylidene fluoride copolymers with chlorotrifluoroethylene. Viton high temperature, oil resistance, chemical corrosion.
② nitrile rubber. Referred to as the NBR, the butadiene and acrylonitrile copolymer obtained. Oil, anti-aging properties, and can be at 120 ℃ 150 ℃ in air or oil in the long-term use. In addition, it also has water resistance, air tightness and excellent bonding properties.
③ silicone rubber. Main chain composed of alternating silicon and oxygen atoms in the silicon atoms with organic groups. High temperature resistance, ozone resistance, electrical insulation.
④ neoprene. Short CR, obtained by the polymerization of chloroprene. Has a good overall performance, oil, fire, resist oxidation and ozone. But its high density, easy to crystallize at room temperature hardening, storage is bad, bad cold.
⑤ polysulfide rubber. By two alkyl halide with alkali metal or alkaline earth metal polysulfides from condensation. Has excellent oil and solvent resistance, but the intensity is not high, anti-aging, processing is bad, smell, and used more with nitrile rubber. In addition, polyurethane rubber, epichlorohydrin rubber, acrylic rubber.
橡胶加工基本过程包括塑炼、混炼、压延或挤出、成型和硫化等基本工序,每个工序针对制品有不同的要求,分别配合以若干辅助操作。为了能将各种所需的配合剂加入橡胶中,生胶首先需经过塑炼提高其塑性;然后通过混炼将炭黑及各种橡胶助剂与橡胶均匀混合成胶料;胶料经过压出制成一定形状坯料;再使其与经过压延挂胶或涂胶的纺织材料(或与金属材料)组合在一起成型为半成品;最zui后hou经过硫化又将具有塑性的半成品制成高弹性的最终产品。
The basic process of rubber processing, including plastic refining, mixing, rolling or extrusion, molding and curing, and other basic processes, each process has different requirements for the products were in line with the number of auxiliary operations. To be able to add all the necessary ingredients in rubber, raw rubber first need to improve their plasticity after plasticating; then mixing the carbon black and rubber chemicals and synthetic rubber materials rubber evenly mixed; plastic material through pressure A blank made of a certain shape; then linked it with glue or adhesive through the calendar of textile material (or metal) together forming the semi-finished products; the final after the semi-sulfide in turn has made of flexible plastic end-products .



