精细化工基础

（2）--聚合釜
（3）--单体回收 （4）--凝聚与后处 理
丁苯橡胶的制造及分类
二、分类（丁苯橡胶主要按制法分类）如下：
§3.3、丁苯橡胶的性能
丁苯橡胶是不饱和非极性碳链橡胶，与天然橡胶同属一类。 因此，它具有与天然橡胶的共性，但也有它自身的特性。
（一）物理机械性能 1、具有良好的弹性 虽然丁苯橡胶的弹性低于天然橡胶， 但在橡胶中仍属较好的。其玻璃化温度较天然橡胶高 15℃，因此丁苯橡胶的柔性低于天然橡胶。此外丁苯橡 胶的内聚能密度比天然橡胶高，因此，丁苯橡胶大分子 之间的相互作用力就大，分子的旋转运动受的约束力也 大。
用途：日常生活中使用的雨鞋、暖水袋、松紧带；医疗卫生 行业所用的外科医生手套、输血管等卫生用品；交通运输上 使用的各种轮胎；工业上使用的传送带、运输带、耐酸和耐 碱手套；农业上使用的排灌胶管、氨水袋；气象测量用的探 空气球；科学试验用的密封、防震设备；国防上使用的飞
机、坦克、大炮、防毒面具；甚至连火箭、人造地球卫星和
宇宙飞船等高精尖科学技术产品都离不开天然橡胶。
定型聚合物，它的玻璃化转变温度低，分子量一般都
在数十万，甚至达到上百万左右。
§1.2、橡胶的发展历史
• 考古发现人类在11世纪就开始使用橡胶。西班牙文献中清 楚地记述了南美人制造橡胶球、橡胶鞋及橡胶瓶的原始方 法。
• 1493-1496年哥伦布第二次航行发现新大陆到美洲时，发 现海地岛上土人已开始使用橡胶浆液制作一些简单的器具， 随后这种技术传到欧洲各国，1770年Priestley发现其能 擦去铅笔痕迹，并将其正式取名为Rubber（橡胶）。
§1.3、橡胶的分类
丁 苯 橡 胶（SBR）
天然橡胶 （NR） 按来源与 用途分类
顺 丁 橡 胶（BR）
通用 合成橡胶
异 戊 橡 胶（IR）
丁 腈 橡 胶（NBR） 氯 丁 橡 胶（CR）
乙 丙 橡 胶（BPR）…………
合成橡胶
特种 合成橡胶
氟 橡 胶（FPM） 硅 橡 胶（MVQ） 聚 氨 酯 橡 胶（AU,EU）
目录：
1、概述
2、天然橡胶 3、丁苯橡胶 4、丁苯橡胶的改性技术
§1.1、橡胶的概念
橡胶（我国习惯上把生胶、硫化胶统称为橡胶）：是
一种具有可逆形变的高弹性的高分子化合物。它具有 其它材料所没有的高弹性，因而也称做弹性体。其在 室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形 变，除去外力后能恢复原状等特性。橡胶属于完全无
丁苯橡胶的性能
2、丁苯橡胶是非自补强橡胶 丁苯橡胶不能结晶，其未补强 的硫化胶的拉伸强度、撕裂强度以及生胶的格林强度均远低 于天然橡胶。 3、丁苯橡胶的耐磨性能优于天然橡胶
丁苯橡胶的性能
4、丁苯橡胶的抗湿滑性能 丁苯橡胶对湿路面抓着力 较顺丁橡胶大。溶聚丁苯 橡胶的滚动阻力比乳聚丁 苯橡胶低，且对湿滑路面 的抓着力大于低温乳聚丁 苯橡胶。
§2.3、天然橡胶的性能
天然橡胶的性能包括物理性质、化学性质和力学性能等 （一）天然橡胶的物理力学性能
1、天然橡胶的物理常数如下：
天然橡胶的性能
2、天然橡胶的热行为 生胶的玻璃化温度为-72℃，粘流 温度130 ℃，开始分解温度200 ℃，激烈分解温度270 ℃
3、天然橡胶的弹性 天然橡胶的弹性较高，在通用胶中仅 次于顺丁橡胶。 4、天然橡胶的强度 在弹性材料中，天然橡胶的强度都比 较高。 5、天然橡胶的电性能 天 然橡胶是非极性物质，是 一种较好的绝缘材料。
天然橡胶的性能
（二）天然橡胶的化学反应性 天然橡胶平均每四个主链碳原子便有一个双键，所以它既 可以发生自由基型反应，也可以发生离子型反应，且主要 取决于反应条件。 a氢的活性
§2.4、天然橡胶的配合
天然橡胶的生胶虽然具有良好的弹性、力学性能等，但是 它必须经过适当配合、硫化后才能满足各种用途制品的需 要。典型的配合一般包括硫化体系、补强填充体系、老化 防护体系及增塑体系。特殊配合是根据制品要求而定。例 如对海绵制品就要求配合发泡剂，难燃制品就要配合阻燃 剂等。 1、硫化体系 2、补强填充体系
杂链橡胶
聚氨酯橡胶（AU、EU）
氯醚橡胶（CO、ECO） 聚硫橡胶（T） 返回
§2.1、天然橡胶概述
天然橡胶（NR）是橡胶树上流出的胶乳，经过凝固、干 燥等工序加工而成的弹性固状物；橡胶烃含量达90%以上， 巴西橡胶树（三叶橡胶树）、银菊、橡胶草、杜仲等 还有少量的蛋白质、脂肪酸、糖分及灰分等，是一种以异 物质 百分含量% 戊二烯为主要成分的不饱和状态的天然高分子化合物，其 化学结构为： 蛋白质 2.0-4.0
三 叶 橡 胶 树
•现代橡胶工业使用的，大都是三叶橡胶树上采集的天然橡胶， 而杜仲橡胶树等生成的反式聚异戊二烯橡胶用途有限产量甚微。 除此之外，还有一些异构化，改性的天然橡胶衍生物。
§2.2、天然橡胶的品种分类
•天然橡胶按形态可以分为两大类：固体天然橡胶（胶片 与颗粒胶）和浓缩胶乳。在日常使用中，固体天然橡胶占 了绝大部分的比例。 •胶片按制造工艺和外形的不同，可分为烟片胶、风干胶 片、白皱片、褐皱片等。烟片胶是天然橡胶中最具代表性 的品种，一直是用量大、应用广的一个胶种，烟片胶一般 按外形来分级，分为特级、一级、二级、三级、四级、五 级等共六级，达不到五级的则列为等外胶。 •颗粒胶（即标准胶）是按国际上统一的理化效能、指标 来分级的，这些理化性能包括杂质含量、塑性初值、塑性 保持率、氮含量、挥发物含量、灰分含量及色泽指数等七 项。
3、防护体系
4、增塑体系
§2.5、天然橡胶的加工及应用
（一）天然橡胶的加工 天然橡胶的加工包括塑炼、混炼、压延、压出、硫化几 个工艺过程。 （二）天然橡胶的应用 天然橡胶具有优良的物理机械性能、弹性和加工性能，因 此被广泛应用，其应用范围如下：
天然橡胶的应用
§2.6、天然橡胶生胶的质量检测
标准天然橡胶的规格 1、国际标准天然橡胶的规格 ISO2000，
丁苯橡胶的性能
丁苯橡胶与一般通用橡胶相比，具有以下优缺点： 缺点 纯丁苯橡胶强度低，需要加入高活性补强剂后方可使 优点 硫化曲线平坦，胶料不易烧焦和过硫；耐磨性、耐热 用；丁苯橡胶加配合剂比天然橡胶难度大，配合剂在丁苯橡 性、耐油性和耐老化性等均比天然橡胶好，高温耐磨性好，
胶中分散性差；反式结构多，铡基上带有苯环。因而滞后损 适用于乘用胎；在加工过程中相对分子质量降低到一定程度 失大，生热高，弹性低，耐寒性也稍差，但充油后可以降低 不再降低，因而不易过炼，可塑度均匀，硫化橡胶硬度变化
天然橡胶生胶的质量检测
2、国产标准天然橡胶的规格
国产天然橡胶有CSR 5号 、CSR 10号、 CSR 20号、CSR 50 号，共四个等级。它们分别与ISO 2000中的 5、10、20、和 50对应相同，国标中暂无5L这一浅色等级。
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§3.1、丁苯橡胶概述
•丁苯橡胶是由1，3-丁二烯与苯乙烯共聚而得的高聚物，简 称SBR，是一种综合性能较好的产量和消耗量最大的通用合 成橡胶。据统计1991年全世界总产量就已达到7.55Mt，约占 合成橡胶的55%占全部橡胶的34%，其中大约有70%用于轮 胎业。 •其工业生产方法有乳液聚合法和溶液聚合法，其中主要是 采用乳液聚合生产的丁苯橡胶。主要产品有：低温丁苯橡胶、 乳液聚合丁苯橡胶的合成技术是由德国I.G。Farben公司 高温丁苯橡胶、低温丁苯橡胶炭黑母炼胶、低温充油丁苯橡 1933年研究成功的。溶聚丁苯橡胶是60年代投入工业化生 胶、高苯乙烯丁苯橡胶、液体丁苯橡胶等。 产的。 采用溶液聚合生产的丁苯橡胶有烷基锂引发、醇烯络合物引 发、锡偶联、高反式等丁苯橡胶。
丙 烯 酸 酯 橡 胶（ACM）
氯 醚 橡 胶（CO,ECO） 聚 硫 橡 胶（T）………
Hale Waihona Puke 胶的分类不饱和非极性橡胶（NR、SBR、BR、IR） 不饱和极性橡胶（NBR、CR） 碳链橡胶 饱和非极性橡胶（EPM、IIR） 按化学结 构分类 饱和非极性橡胶（FPM、CPE、ACM、CSM） 硅橡胶（MVQ）
§4.1、丁苯橡胶的掺混改性技术
乳聚丁苯橡胶掺混胶的主要品种
1、乳聚丁苯橡胶（ESBR）与天然橡胶(NR)掺混 ESBR/ NR掺混可以改善ESBR的自粘性和弹性，提高撕 裂强度和拉伸强度等性能。 2、乳聚丁苯橡胶（ESBR）与顺丁橡胶（BR）掺混 ESBR/ BR掺混可以改善ESBR的弹性和耐磨性
§3.2、丁苯橡胶的制造及分类
1、丁苯橡胶的制造 聚合原理 丁二烯与苯乙烯在乳液中按自由基共聚合反应机理 进行聚合反应。其反应式与产物结构式为：
（x＋y）CH2＝CH－CH＝CH2 ＋ zCH2＝CH
－CH2－CH＝CH－CH2
x
CH2－CH CH CH2
y
CH2－CH－
z
丁苯橡胶的制造及分类
聚合工艺流程图： （1）--单体贮罐与 助剂配制
天然橡胶生胶的质量检测
上表列出了ISO 2000标准中规定的标准天然橡胶的五个等 级，用7项性能指标来控制质量等级。
其中机械杂质含量为主要指标。
颜色指数是拉维邦（Lovibond）颜色指数，他是用来限制 生胶的色度的。
塑性保持率（PRI）是指生胶在140℃×30min加热前后的 比值，该值越高表明该生胶抗热氧化锻炼链的能力越强。
5、丁苯橡胶的电性能及介质性能 丁苯橡胶的耐溶剂性 能及其电性能均与天然橡胶相近。
丁苯橡胶的性能
（二）化学性质
丁苯橡胶能进行氧化、臭氧破坏、卤化和氢卤化等反应。
在光、热、氧和臭氧结合作用下发生物理化学变化，但其 被氧化的作用比天然的作用比天然橡胶缓慢，即使在较高 温下老化反应的速度也比较慢。光对丁苯橡胶的老化作用 不明显，但丁苯橡胶对臭氧的作用比天然橡胶敏感，耐臭 氧性比天然橡胶差。丁苯橡胶的低温性能稍差，脆性温度 约为－45℃。与其他通用橡胶相似，影响丁苯橡胶电性 能的主要因素是配合剂。