丁基橡胶的结构共39页
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河南城建学院丁基橡胶专业:高分子材料与工程学生姓名:指导教师:完成时间:2022年4月28日摘要 01简介 0国内外发展史 0国内发展史 0国外发展史 0丁基橡胶的分子结构式 (1)丁基橡胶的分类 (1)丁基橡胶的优缺点 (2)国内外生产厂家 (3)2.主要特性及用途 (3)主要特性 (3)用途 (3)3. 丁基橡胶的聚合机理、影响因素 (4)丁基橡胶的聚合机理 (4)影响聚合反应的主要因素 (5)4.生产工艺、改性及装备 (6)淤浆法工艺 (6)溶液法工艺 (8)丁基橡胶的改性 (8)生产设备 (9)5.国内外生产现状和研究进展 (10)国内生产现状 (10)国外生产现状 (10)技术进展 (11)6.存在问题 (12)7.展望 (12)参考文献 (13)摘要丁基橡胶具有优良的气密性、水密性以及优良的耐候性和耐化学腐蚀性,是内胎和无内胎轮胎密封内衬不可替代的胶种。
本文介绍了丁基橡胶的国内外发展史、主要结构、分类、主要的性能、应用、国内外生产厂家、研究现状和进展以及对丁基橡胶的展望。
1简介国内外发展史国内发展史兰州石化公司石化研究院从20世纪60年代初开始聚异丁烯的合成研究,1966—1983年期间,由原化工部和国家科委立项,进行了淤浆和溶液聚合工艺合成丁基橡胶的研究与工业化开发,在该院建成的以水-三氯化铝为引发剂体系。
氯甲烷为溶剂的淤浆聚合工艺中试装置上,系统的开展了全流程工艺条件、设备、分析、控制等方面的研究,取得了良好的结果,为淤浆法丁基橡胶的工业化积累了经验。
1983年后,北京化工大学继续从事有关聚异丁烯、丁基橡胶和卤化丁基橡胶的实验室研究工作。
燕山石化公司从1983年开始筹建丁基橡胶工业生产装置。
落实丁基橡胶工业生产技术来源以及聚合反应器是建设生产装置的关键,经过较长时间的工作,最终选择了引进意大利Pressindustria公司丁基橡胶和氯化丁基橡胶的生产技术和聚合反应器。
1992年,原国家计委批准了燕山石化公司建设30kt/a丁基橡胶生产装置的项目建议书,并于1996年批复了项目的可行性研究报告。
丁基橡胶丁基橡胶是合成橡胶的一种,由异丁烯和少量异戊二烯合成。
制成品不易漏气,一般用来制造汽车、飞机轮子的内胎。
丁基橡胶是异丁烯和异戊二烯的共聚物,它在1943年投入工业生产。
丁基橡胶英文:butyl rubber丁基橡胶的最大优点:气密性好。
它还能耐热、耐臭氧、耐老化、耐化学药品,并有吸震、电绝缘性能。
缺点:硫化慢,加工性能较差。
主要用途:制作各种轮胎的内胎、无内胎轮胎的气密层、各种密封垫圈,在化学工业中作盛放腐蚀性液体容器的衬里、管道和输送带,农业上用作防水材料。
2005年,我国丁基橡胶消费量近15万吨,国产丁基橡胶不足3万吨,80%依靠进口,从1999年至2004年,进口量年均增长率达26.9%。
由于,国际石油市场价格不断上升,丁基橡胶价格也不断攀升。
近几年来丁基橡胶的价格由15000元/T左右,上升呈现在的32000元/T以上。
而丁基橡胶制品的价格虽然有所上升,但整体算价格上升幅度不超过30%,远远赶不上丁基橡胶价格成倍的上升。
所以很多使用丁基橡胶的企业把目光转向了丁基橡胶的最佳替代产品――丁基再生橡胶。
丁基再生橡胶除了类似原聚合物的性能之外,还具有某些特殊的配合优点,如改善尺寸稳定性,升热性较低,减少焦烧。
气密性同原丁基橡胶一样,比其它合成橡胶更好地保留原生胶的各种性能,所以丁基再生胶的经营良好,是制造轮胎内胎最佳选择材料。
丁基橡胶中含有少量的异戊二烯,故其不饱和度较低,其硫化胶耐老化性能非常优良,这说明其很耐氧化,经试验也证明,废硫化丁基橡胶再生时,氧起的作用很小,所以再生脱硫比天然橡胶困难。
目前国内丁基再生胶的生产工艺有六七种之多,主要有蒸煮法、炒制法、挤出法、微波法、辐射法、高温连续催化法、化学机械法等,但无论采用何种方法,目的是采用最经济、最科学的方法把废丁基橡胶由网状结构变成线型结构。
随着我国轮胎工业快速发展,丁基橡胶消费量快速上升,特别是子午线轮胎的快速发展,加上国家《医用瓶塞丁基化》标准出台,国家提出轮胎内胎丁基化,国内外市场对丁基橡胶的强劲需求,促进了丁基再生胶的发展。
1 产品概述1.1 产品名称中文名称:丁基橡胶英文名:butyl rubber缩写代号: IIR1.2 产品结构由异丁烯和少量异戊二烯合成。
结构式:分子主链周围有密集的侧甲基,且有不饱和双键位于主链上,对稳定性影响较大。
引入的异戊二烯便于交联,其数量相当于主链上每100个碳原子才有一个双键(单个存在),可以近似地看作饱和橡胶。
但因双键的位置与EPDM 中双键的位置不同,对性能的影响较大。
聚集态:丁基橡胶是能结晶的自补强橡胶,低温下不结晶,高拉伸下才结晶,Tm=45℃,Tg=-65℃。
未补强橡胶的强度可以达到14~21MPa ,为了提高耐磨及抗撕裂性能,仍需补强。
1.3 产品性能 具有良好的化 学稳定性和热稳定性,最突出的是气密性和水密性。
它对空气的透过率仅为天然橡胶的1/7,丁苯橡胶的1/5,而对蒸汽的透过率则为天然橡胶的1/200,丁苯橡胶的1/140。
因此主要用于制造各种内胎、蒸汽管、水胎、水坝底层以及垫圈等各种橡胶制品。
优点:气密性好。
它还能耐热、耐臭氧、耐老化、耐化学药品,并有吸震、电绝缘性能。
缺点:硫化慢,加工性能较差。
物理性能:1.透气性气体通过聚合物的扩散速度和聚合物分子的热运动有关,丁基橡胶分子链中侧甲基排列密集,限制了聚合物分子的热运动,因此透气率低,气密性好。
2.热稳定性丁基橡胶硫化胶具有优良的耐热稳定性硫磺硫化的丁基橡胶可在100℃或稍低温度下于空气中长期使用,用树脂硫化的丁基橡胶使用温度可达150℃∽200℃。
丁基橡胶的热氧老化属降解型,老化趋向为软化。
3.吸能性丁基橡胶分子结构中缺少双键,且侧链甲基分布密度较大因此具有良好的吸收震动和冲击能量的特性,在很宽的温度范围内(-30∽-50℃)丁基橡胶的回弹特性都不大于20%,这表明了丁基橡胶的吸收机械性能的能力优于其它橡胶,丁基CH 3CH 3CH 2C CH 2CH 2CH 3CH 3CH 3CC x y CH CH 2结构式橡胶在高变形速度下的阻尼性质是聚异丁烯链段所固有的,在很大程度上,它不受使用温度,不饱和度水平,硫化状态和配方变化的影响。
丁基橡胶成分丁基橡胶是一种重要的合成橡胶,其成分主要是由丁二烯单体聚合而成。
丁基橡胶具有优异的耐热性、耐寒性和耐化学品性能,广泛应用于汽车轮胎、工业胶管、密封制品等领域。
一、丁基橡胶的组成及制备方法丁基橡胶的主要成分是由丁二烯单体通过聚合反应制备而成。
丁二烯是一种无色液体烃类,可以通过石油和天然气的裂解产生。
丁二烯单体在适当的催化剂存在下,经过聚合反应,形成聚合物链,最终形成丁基橡胶。
二、丁基橡胶的性能特点1. 耐热性:丁基橡胶具有较高的耐热性,可以在高温环境下保持良好的弹性和物理性能。
2. 耐寒性:丁基橡胶在低温环境下依然具有较好的柔韧性和弹性,不易变硬或开裂。
3. 耐化学品性能:丁基橡胶对于许多化学品具有较好的耐腐蚀性,可以在各种化学介质中长期使用而不受损。
4. 撕裂强度:丁基橡胶具有较高的撕裂强度,不易发生撕裂或断裂。
5. 抗老化性:丁基橡胶具有较好的抗氧化性和抗紫外线性能,能够延长橡胶制品的使用寿命。
三、丁基橡胶的应用领域1. 汽车轮胎:丁基橡胶是制造汽车轮胎的重要原料,具有良好的耐磨、抗老化和耐高温性能,可以提高轮胎的耐用性和安全性能。
2. 工业胶管:丁基橡胶可以制造各种工业胶管,如油管、气管、水管等。
丁基橡胶的耐油性和耐酸碱性能,使得工业胶管可以在复杂的工作环境中长期使用。
3. 密封制品:丁基橡胶具有较好的弹性和柔韧性,可以用于制造各种密封制品,如密封圈、密封垫片等。
丁基橡胶的耐高温性和耐化学品性能,使得密封制品可以在各种恶劣条件下正常工作。
4. 电缆护套:丁基橡胶具有良好的电绝缘性能和耐电弧性能,可以用于制造电缆的护套材料,保护电缆不受外界环境的影响。
5. 医疗器械:丁基橡胶可以用于制造医疗器械,如手套、输液管等。
丁基橡胶的耐化学品性能和抗菌性能,使得医疗器械可以在医疗环境中安全可靠地使用。
总结:丁基橡胶作为一种重要的合成橡胶,具有优异的耐热性、耐寒性和耐化学品性能,广泛应用于汽车轮胎、工业胶管、密封制品等领域。
丁基橡胶功能化品种丁基橡胶(IIR)是第1个高饱和的橡胶品种,少量的异戊二烯的引入是为了获得可供硫化的双键。
由于结构上的特点,丁基橡胶有良好的气密性和耐老化性。
但也限制了其与聚二烯烃橡胶的并用,此外,分子中缺少极性基团,也使其与金属或橡胶的粘合性能差,随着合成橡胶工业发展和应用的需要,IIR现已开发成拥有衍生橡胶、改性橡胶、热塑性弹性体和热塑性硫化胶等品种的通用橡胶。
1 氯化丁基橡胶氯化丁基橡胶(CIIR)的制备方法分干胶混炼氯化和溶液氯化两种方法。
前一法是在开炼机上把吸附了氯气的活性炭或其它氯化剂混入丁基橡胶中经加热和混炼后制得;后一法是先把其橡胶溶于四氯化碳、氯仿或己烷等溶剂中,然后在常温下通过氯气进行氯化,即制得氯化丁基橡胶,由于该法已实现连续氯化工艺生产,故已成为主要的制造方法。
极性氯原子的引入,可克服丁基橡胶硫化速度慢、粘合性能差,与高不饱和橡胶难于共硫化等的问题。
该胶能以单用或并用方式制造无内胎轮胎的气密层、浅色或白色胎侧、内胎、胶带、胶管、密封、绝缘或粘合等用胶料。
2 溴化丁基橡胶溴化丁基橡胶(BIIR)的制备方法分干混炼法和溶液法等两种方法。
按前一法可分别把N-溴代琥珀酰亚胺10%,二溴二甲基乙内酰脲7.5%或活性炭吸附溴(31.2%重量比)30%加入到在开炼机上的丁基橡胶中进行热混炼而制得;而后一法是将丁基橡胶溶解于氯化烃溶剂,再通入约3%的溴而制取的,该溴化过程是连续的,其产品质量均匀且稳定。
溴化丁基胶与上述氯化丁基胶比,有更多的活性硫化点,硫化速度快,与不饱和型橡胶能更好粘合,有更高的耐老化、较低的焦烧安全性。
主要可用作轮胎的气密层、胎侧、内胎、容器衬里、药品瓶塞和胶垫等。
3.磺化丁基橡胶磺化丁基橡胶(SIIR)是丁基橡胶经磺化后所得的产品,作为磺化剂可用二氧化硫或其它磺化物。
该橡胶由于也含极性基团,故也能得到用氯化或溴化的改性效果,因而也宜于作聚合物改性剂和胶粘剂等。
4.马来酸酐改性丁基橡胶马来酸酐改性丁基橡胶(MIIR)是在丁基橡胶上接枝马来酸酐的橡胶。