丁基橡胶配合和应用手册
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丁基橡胶的主要应用胎硫化工序上的模具,它的使用条件非常苛刻,对于耐热性和耐屈挠性的要求特别高。
在这一用途上,丁基橡胶是首选的原料。
要达到最佳的使用效果,增加胶囊和水胎的使用次数,延长其使用寿命,其配方的选择和混合物(尤其是碳黑、氧化锌、硫化剂)的分散性都极为重要。
丁基橡胶的主要应用:内胎,胶囊,水胎,医药制品,密封材料,球胆,防毒用品,空调胶管,蒸汽胶管,减震品,防水材料,口香糖,密封剂及胶贴剂等轮胎内胎(INNERTUBES)丁基橡胶的最主要的用途是制造轮胎内胎,小到自行车胎,大到大型的载重车,工程车胎的内胎,丁基胶以极低的气体通过性,极优良的耐热,耐屈挠性和耐老化性成为最理想,最广泛的内胎原材料。
丁基内胎最适合用做子午胎及斜胎的内胎。
而混用了三元乙丙胶的内胶因其越性,特别试用于高温地区和斜胶载重胎上。
世界上主要发达国家都以实现内胎的全部丁基化,而亚洲很多国家包括印度都已有 80%以上的汽车使用丁基内胎。
在产品性能上,天然胶内胎无法跟丁基内胎媲美,而在长远的生产的生产成本上,丁基内胎也低于天然胶内胎。
硫化胶囊和水胎胶囊和水胎是用于轮医药瓶囊因其极佳的耐化学品侵蚀性和极低的气体及湿气渗透性,丁基橡胶被广泛地使用于制作医用瓶塞。
丁基橡胶因其在防止药品被污染和保持药物的干燥上,天然胶囊无法与其媲美,因此丁基胶塞越来越受到世人的青睐,在严格控制药品质量的国家,丁基橡胶常被指定用于医用瓶塞上。
球胆因丁基橡胶特有的极低的气体通过性,使其成为球胆的最佳原料。
防水材料/防腐衬里因其优异的隔水/水蒸气特性,耐候性,耐氧性,耐紫外线,耐老化及耐化学品特性,丁基橡胶是一种很好的,经久耐用的防水材料和防腐材料,适用于屋顶、水库、农业灌溉渠道,污水处理池、化学容器及贮槽,地下建筑及衬里。
而在胶料的配方中加入三元乙丙胶更可增强防水材料的抗臭氧性和耐天候性,使其更加经久耐用。
减震制品因丁基橡胶的吸收能量和缓冲震动的能力使其它胶种无法比拟的,因此使它成为极佳的减震材料,被广泛的用于各类减震装置上:如.引擎、压缩机的减震装置,火车/地铁的铁轨垫片和电唱机唱盘的垫板等。
丁基胶内胎说明手册内胎俗称里胎。
指用于保持轮胎内压、带有轮胎气门嘴的圆环形弹性管。
气门嘴用以充气并使空气在内胎内保持一定压力。
内胎应具有良好的气密性、耐热性、弹性、耐老化性及较小的永久变形。
一般用丁基橡胶制造。
内胎是充气减振用承气容器,使用于卡汽车、摩托车、自行车、人力车轮胎内腔的辅助承气压容器。
丁基胶内胎产品:指用丁基橡胶,丁基再生橡胶为主要原材料,加入三元乙丙橡胶及填充剂、助剂、防老化剂等辅料,按一定比例配方,经混炼、密炼、出型、硫化定型后加工成各种型号的车用内胎产品.丁基胶内胎所属行业:化工橡胶制品、轮胎行业.适用市场:丁基胶内胎按规格型号及所配套使用轮胎规格,可分为载重汽车用内胎,轻卡汽车用内胎,工程车辆用内胎、摩托车用内胎、自行车用内胎及人力车用内胎。
丁基胶内胎的主要性能:丁基胶内胎胶体自闭性能较好,具有高气密性。
内胎在装载后气压在8MPA以上,高气密性胎体减少气体自然渗漏,比天然胶内胎在使用中充气频率降低,在行驶中也更节油。
丁基胶内胎高耐温性比天然胶内胎更优越,汽车在长期高速运转时,轮胎内腔温度很高,使内胎橡胶快速自硫化,影响使用寿命.丁基胶内胎更耐老化,使用时间更长。
世界各地内胎丁基化情况地区丁基化情况美洲100%日本100%南朝鲜95%台湾90%欧洲90%中国30%丁基内胎的特点※丁基化是全球内胎发展的趋势;※丁基内胎具有优良的空气保有性,其空气保有率为天然胶的十多倍;※使用丁基胶内胎可提高外胎的胎冠寿命,降低滚动阴力;※丁基内胎的抗撕裂性和耐热性,耐全天侯性及自氧性,抗环境不利性能极佳;※丁基内胎的识别方法:蓝线;※丁基橡胶产品可有效吸收振动能量,将笔从高空落下,若笔不弹起为丁基内胎,弹起为仿制品。
消费者选用安基丁基内胎的四大理由外胎厂家配套选用安基丁基内胎的六大理由※更长的外胎/内胎寿命※提高产品的质量※更佳的外胎/内胎保养※满意的客户※节约燃料※最有利的生产成本※最高安全性※最好的销售价格及回报※最可靠的服务※打进国际市场使用注意事项警示●擅自更换轮胎是危险行为,更换轮胎必须由专业人员,使用专用设备和工具使用不合适的安装方法可能导致人身伤害。
哎呀,说到丁基橡胶配方,这可真是个技术活儿。
我虽然不是化学家,但咱也爱捣鼓点小玩意儿,所以对这玩意儿也略知一二。
丁基橡胶,这玩意儿可不简单,它是一种合成橡胶,以其优异的气密性和耐化学腐蚀性而闻名。
不过,别急,我这就给你细细道来。
首先,咱们得准备点原料。
丁基橡胶的主要成分当然是丁基橡胶本身,这是必须的。
然后,咱们得加点硫化剂,比如硫化促进剂、硫化剂,这些家伙能让橡胶变得有弹性。
别忘了防老剂,这玩意儿能延长橡胶的使用寿命,让它不那么快老化。
接下来,咱们得说说配方的比例。
这个比例可得把握好,不然做出来的橡胶不是太硬就是太软。
一般来说,丁基橡胶占主要成分,大概70%左右,硫化剂和防老剂各占1%到2%,这个比例可以根据需要调整。
当然,还有填充剂,比如碳酸钙,这玩意儿能增加橡胶的硬度和耐磨性,大概占10%到20%。
现在,咱们得说说制作过程。
首先,得把丁基橡胶和填充剂混合均匀,这可是个力气活儿。
然后,加入硫化剂和防老剂,继续混合。
这个过程得有耐心,得确保所有的成分都均匀分布。
接下来,就是硫化过程了。
这个步骤得在一定的温度和压力下进行,通常在150°C左右,持续时间得根据橡胶的厚度和所需的硬度来定。
这个过程中,橡胶会从液态变成固态,变得有弹性。
最后,就是成品了。
做出来的丁基橡胶可以根据需要切割成不同的形状和大小,用于各种密封件、轮胎内胎、医用手套等等。
哎呀,说了半天,感觉自己都快成专家了。
不过,这玩意儿还是得实践出真知,光说不练假把式。
你要是真有兴趣,不妨自己动手试试,说不定能做出点新花样来。
不过,记得安全第一,这些化学品可不是闹着玩的。
好了,就说这么多,希望对你有所帮助。
Exxon™丁基橡胶配合和应用手册目录前言 (4)丁基橡胶的开发 (4)丁基橡胶聚合的化学机理 (4)丁基橡胶的生产 (6)丁基橡胶的化学特性 (9)丁基橡胶的化学特性 (9)丁基橡胶聚合物的分子结构 (10)Exxon™ 丁基橡胶牌号 (11)丁基橡胶的一般特性 (11)不饱和度对丁基橡胶耐热性的影响 (13)不饱和度对丁基橡胶硫化特性的影响 (13)分子量对丁基橡胶聚合物应力应变特性的影响 (14)丁基橡胶的硫化 (16)硫磺硫化 (16)秋兰姆促进的硫化 (18)酚醛树脂硫化 (21)醌硫化体系 (25)丁基橡胶混料 (26)丁基橡胶:聚合物的共混 (26)丁基橡胶:与炭黑共混 (30)丁基橡胶:与矿物填料共混 (32)丁基橡胶:增塑剂的影响 (35)丁基橡胶:加工助剂的影响 (38)优化丁基橡胶配合物的关键特性 (39)丁基橡胶:渗透性 (39)丁基橡胶:耐热性 (40)丁基橡胶:动态阻尼性能 (41)丁基橡胶配合物的加工工艺 (43)丁基橡胶:混炼 (44)丁基橡胶:挤出 (46)丁基橡胶:压延 (47)丁基橡胶的应用 (49)丁基橡胶:内胎 (49)丁基橡胶:球胆和硫化胶囊 (51)总结 (55)参考资料 (61)摘要得益于低渗透性,丁基橡胶和其它异丁烯聚合物得到了广泛使用。
异丁烯聚合物具有高度饱和的主链。
对于交联的异丁烯聚合物,是把少量异戊二烯通过共聚加成到饱和主链上。
异丁烯聚合物是通过阳离子反应聚合,使用布朗斯特德酸作为引发剂,使用路易斯酸作为共引发剂,例如水和氯化铝。
聚异丁烯的玻璃化温度 (Tg) 约为 -60°C,在无应变条件下是无定型的。
聚合物表现出了较宽的阻尼峰和低高弹模量。
这些聚合物具有优异的低气体渗透性,广泛用做轮胎中的气密层。
通过与炭黑或其它填料共混可以实现最优的物理特性。
可以通过各种机理将化合物交联成为硫化弹性体。
硫磺用于提供多硫交联,而树脂和氧化锌硫化体系将提供碳-碳交联。
丁基橡胶的用途一、丁基橡胶的概述丁基橡胶,是以丁二烯为主要单体聚合而成的一种合成橡胶。
由于其良好的物理性能和化学稳定性,丁基橡胶在众多领域都有广泛的应用。
二、丁基橡胶在汽车工业中的应用1.轮胎制造:丁基橡胶具有优异的耐磨性和耐高温性能,被广泛地用于汽车轮胎的制造。
丁基橡胶可以提供轮胎的耐久性和抓地力,使汽车在各种路面上行驶更加稳定和安全。
2.密封件和挡风玻璃胶条:丁基橡胶的耐候性好,不受紫外线和氧气的影响,因此被广泛应用于汽车的密封件和挡风玻璃胶条的制造。
它可以有效防止水、空气和噪音的渗透,提供车内的密封性和舒适性。
三、丁基橡胶在建筑工业中的应用1.防水材料:丁基橡胶因其优异的耐候性和耐腐蚀性,常被用作建筑物的防水材料。
丁基橡胶具有良好的柔韧性和粘附性,可以有效地防止水的渗透,保护建筑物的结构和设备。
2.保温材料:丁基橡胶具有较低的导热系数,可用于建筑物的保温材料制造。
丁基橡胶制成的保温材料可以减少能量的传导和散失,提高建筑物的保温效果,节约能源。
四、丁基橡胶在电气工业中的应用1.电缆绝缘材料:丁基橡胶的优良绝缘性能和耐高温性能,使其成为电缆绝缘材料的重要选择。
丁基橡胶可以有效地阻止电流的泄漏和损失,保护电缆的安全运行。
2.导电胶带:丁基橡胶可以添加导电剂,制成导电胶带。
导电胶带广泛应用于电子元件和线路的连接,具有良好的导电性能和接地效果。
五、丁基橡胶在医疗领域中的应用1.医疗手套和医用器械:丁基橡胶因其良好的耐化学性和生物相容性,被广泛用于医用手套和医用器械的制造。
丁基橡胶制成的医疗用品可以有效地预防疾病传播和感染,保障医务人员和病患的安全。
2.人工心脏活瓣:丁基橡胶具有良好的弹性和耐久性,常被用作人工心脏活瓣的材料。
丁基橡胶活瓣具有易操作、无需长期抗凝等优点,可有效延长患者的生命。
六、丁基橡胶在其他领域的应用1.塑料改性剂:丁基橡胶可以作为塑料的改性剂,用于提高塑料的柔韧性、耐久性和耐候性。
丁基橡胶使用温度范围摘要:一、丁基橡胶简介1.丁基橡胶的定义2.丁基橡胶的特性二、丁基橡胶使用温度范围1.丁基橡胶的耐热性2.丁基橡胶的耐寒性3.丁基橡胶在不同温度下的性能表现三、丁基橡胶在实际应用中的温度适应性1.汽车行业2.建筑行业3.电子行业四、丁基橡胶使用温度范围的影响因素1.丁基橡胶的类型2.丁基橡胶的配方3.丁基橡胶的加工方式五、结论1.丁基橡胶使用温度范围的总结2.选择丁基橡胶时需考虑的因素正文:丁基橡胶是一种合成橡胶,具有优异的耐热、耐寒、耐老化、耐化学腐蚀等性能。
广泛应用于汽车、建筑、电子等行业。
本文将重点介绍丁基橡胶的使用温度范围及其影响因素。
丁基橡胶的耐热性较好,可以在一定范围内保持良好的物理性能。
一般而言,丁基橡胶可以在-40℃至120℃的温度范围内使用。
在这个范围内,丁基橡胶的硬度、强度、弹性等性能都能满足大部分应用需求。
然而,当温度超过120℃时,丁基橡胶的性能会逐渐下降。
丁基橡胶的耐寒性也相当出色,可以在-40℃的环境中保持良好的柔韧性和弹性。
这使得丁基橡胶在寒冷地区的冬季依然能够保持良好的性能,不会因为低温而变硬、变脆。
在实际应用中,丁基橡胶在不同温度下的性能表现也有一定差异。
在汽车行业,丁基橡胶常用于制作轮胎、密封件等部件。
在建筑行业,丁基橡胶可用于屋面、地面等防水材料。
在电子行业,丁基橡胶可用于制作电缆、绝缘材料等。
这些应用场景对丁基橡胶的耐热、耐寒性能要求各不相同,因此在选择丁基橡胶时需要根据具体应用来确定其使用温度范围。
丁基橡胶使用温度范围的影响因素主要包括丁基橡胶的类型、配方和加工方式。
不同类型的丁基橡胶在耐热、耐寒性能上有所差异,因此在选择时需要根据实际需求来选择。
此外,丁基橡胶的配方对其耐热性能也有影响,通过调整配方可以改变丁基橡胶的耐热性能。
最后,丁基橡胶的加工方式也会对其性能产生影响,如热压、冷压等加工方式会改变丁基橡胶的分子结构,从而影响其耐热性能。
丁基橡胶的发展和应用丁基橡胶(IIR)是合成橡胶工业发展史上第一个高饱和的橡胶品种。
少量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,丁基橡胶因其极低的透气性和优良的耐热老化性能,在制造高速轮胎上独树一帜。
近年来,随着无内胎轮胎的出现,气密层替代内胎发挥了保压和阻隔性能。
轮胎的气密层除要求有良好的气密性和耐老化性能外,还要求有良好的粘结性和与其它胶料的共硫化性能。
这样就使得丁基橡胶(XIIR)获得了迅速的发展。
虽然丁基橡胶的高饱和度具有许多优点,但也限制了其与聚二烯烃橡胶的并用。
另外,分子中缺少极性基团也使其与金属或橡胶的粘合性能差。
随着合成橡胶工业的发展和应用的需要,丁基橡胶已发展成拥有衍生橡胶、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,其发展前景十分看好。
1 卤化丁基橡胶卤化丁基橡胶可分为氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶两类。
丁基橡胶卤化后除产生额外的交联位置外,同时也增加了双键的反应性。
卤化丁基橡胶除保留了丁基橡胶的低透气性、高减震性、耐老化性、耐候性、耐臭氧性和耐化学性等特性外,还增加了普通丁基橡胶所不具备的以下特性:硫化速度快、与天然橡胶和丁苯橡胶相容性好、与天然橡胶和丁苯橡胶的粘合性改善、可单独用氧化锌硫化、有更好的耐热性,以卤化丁基橡胶内胎代替NR 内胎其经济效益非常显着,有效地提高了轮胎的耐久性。
1.1 溴化丁基橡胶溴化丁基橡胶(BIIR)的制备方法分为干混炼法和溶液法两种。
干混炼法可分别把N-溴代琥珀酰亚胺10%、二溴二甲基乙内酰脲7.5%或活性碳吸附溴(31.2%重量比)30%加入到开炼机上的丁基橡胶中进行热混炼而制得;溶液法是将丁基橡胶溶解于氯化烃溶剂,再通过加入3%的溴而制得。
该溴化过程是持续的,其产品质量均匀且稳定。
溴化丁基橡胶有更多的活性硫化点,硫化速度快,与不饱和型橡胶能更好地粘合,有更高的耐老化性,较低的焦烧安全性。
随着我国轮胎工业的发展,尤其是轿车轮胎向子午化、无内胎化和扁平化方向发展,对其气密层的气密性的要求越来越高。
Exxon™丁基橡胶配合和应用手册目录前言 (4)丁基橡胶的开发 (4)丁基橡胶聚合的化学机理 (4)丁基橡胶的生产 (6)丁基橡胶的化学特性 (9)丁基橡胶的化学特性 (9)丁基橡胶聚合物的分子结构 (10)Exxon™ 丁基橡胶牌号 (11)丁基橡胶的一般特性 (11)不饱和度对丁基橡胶耐热性的影响 (13)不饱和度对丁基橡胶硫化特性的影响 (13)分子量对丁基橡胶聚合物应力应变特性的影响 (14)丁基橡胶的硫化 (16)硫磺硫化 (16)秋兰姆促进的硫化 (18)酚醛树脂硫化 (21)醌硫化体系 (25)丁基橡胶混料 (26)丁基橡胶:聚合物的共混 (26)丁基橡胶:与炭黑共混 (30)丁基橡胶:与矿物填料共混 (32)丁基橡胶:增塑剂的影响 (35)丁基橡胶:加工助剂的影响 (38)优化丁基橡胶配合物的关键特性 (39)丁基橡胶:渗透性 (39)丁基橡胶:耐热性 (40)丁基橡胶:动态阻尼性能 (41)丁基橡胶配合物的加工工艺 (43)丁基橡胶:混炼 (44)丁基橡胶:挤出 (46)丁基橡胶:压延 (47)丁基橡胶的应用 (49)丁基橡胶:内胎 (49)丁基橡胶:球胆和硫化胶囊 (51)总结 (55)参考资料 (61)摘要得益于低渗透性,丁基橡胶和其它异丁烯聚合物得到了广泛使用。
异丁烯聚合物具有高度饱和的主链。
对于交联的异丁烯聚合物,是把少量异戊二烯通过共聚加成到饱和主链上。
异丁烯聚合物是通过阳离子反应聚合,使用布朗斯特德酸作为引发剂,使用路易斯酸作为共引发剂,例如水和氯化铝。
聚异丁烯的玻璃化温度 (Tg) 约为 -60°C,在无应变条件下是无定型的。
聚合物表现出了较宽的阻尼峰和低高弹模量。
这些聚合物具有优异的低气体渗透性,广泛用做轮胎中的气密层。
通过与炭黑或其它填料共混可以实现最优的物理特性。
可以通过各种机理将化合物交联成为硫化弹性体。
硫磺用于提供多硫交联,而树脂和氧化锌硫化体系将提供碳-碳交联。
除了内胎和气密层之外,丁基橡胶还可在共混物中用于提升抗裂生长性和抗湿滑性。
与热塑性树脂共混可提高韧性。
聚异丁烯可广泛用做粘合剂和密封材料,并可通过化学改性,在润滑剂中用做分散剂。
前言丁基橡胶的开发丁基橡胶的开发可以追溯到十九世纪八十年代,最初是 Gorianov 和 Butlerov,然后由 Otto (1927) 在室温下使用氟化硼和硫酸,聚合异丁烯得到了低分子量的油状聚合物。
1930 年,I.G.Farben 工作人员通过在极低温度下,将异丁烯的稀释烃类溶液和氟化硼进行反应,成功生产出了高分子量聚合物。
二十世纪三十年代,W.J.Sparks 和 R.M.Thomas(Standard Oil Company of New Jersey)发明了可硫化的异丁橡胶。
他们将异丁烯与少量的异戊二烯1共聚,在聚合物分子中引入了少量二烯烃。
这需要非常低的温度、高度纯净的单体、Friedel-Crafts 类型催化剂以及卤代烷溶剂。
Sparks 和 Thomas 针对本应饱和的共聚物,首次引入了有限烯烃官能团以进行硫化的概念1。
研究发现,这种新型共聚物(现在称为丁基橡胶)的硫化物拥有独特且广受欢迎的特性,例如,低气体渗透性、高阻尼性以及对热、臭氧、化学腐蚀和撕裂的优异耐受性。
接下来,二十世纪四十年代,美国政府在第二次世界大战中的橡胶采购计划大幅刺激了商业化开发过程。
Standard Oil Company of New Jersey 与政府合作修建了第一个商业丁基橡胶设施并投入生产,并且于 1955 年在美国收购了商业工厂。
丁基橡胶聚合的化学机理已商业化的各牌号丁基橡胶是通过将少量异戊二烯(单体进料量 1% 到 3%)与异丁烯共聚制备,采用溶解在氯甲烷中的氯化铝为催化剂。
反应速度非常快,在极低温度下(约 -95°C)通过阳离子聚合反应,在一秒内完成。
要得到所需的聚合物分子量,单体纯度非常重要。
氯甲烷溶液和单体进料必须经过充分干燥,以避免反应中毒。
制备丁基橡胶中使用的主要单体为异丁烯(2-甲基丙烯)和异戊二烯(2-甲基-1, 3-丁二烯)1。
异丁烯原料来自于石油馏分的热裂解或催化裂化。
直到二十世纪六十年代晚期,C4 产品都是使用硫酸提取的。
现在,高纯度异丁烯通过叔丁醇的脱水或甲基叔丁基醚的分解制备。
含 15%-45% 异丁烯的液态 C4 在多级逆流设备中,用 50%-60 wt % 的酸进行处理。
在 20-40°C 下的放热质子催化反应中,异丁烯水合成为叔丁醇。
酸抽提相被除去,以去除溶解的正丁烯,然后在再生塔中与蒸汽接触,将叔丁基醇转换为异丁烯和水。
再生器中的蒸汽通过水洗、压缩和精馏,制备出聚合级的异丁烯,纯度超过 99%。
异戊二烯是热裂解石脑油或瓦斯油最容易得到的工业副产品。
它作为乙烯生产过程中的副产品提取出来。
丙烯腈是一种典型的萃取精馏溶剂。
生产高分子量、高弹性规格的丁基橡胶需要纯度高于 99.5 wt% 的异丁烯。
异戊二烯纯度则需要高于 98 wt%。
异戊二烯主要通过反式构型中的 1,4 加成进入聚合物链。
近期的研究表明,约 94% 的异戊二烯为此结构,其余的为 1,2 加成。
用路易斯酸催化的异丁烯阳离子聚合机理非常复杂。
在低温下,Friedel-Crafts 类型反应中路易斯酸会带来极高的聚合速度。
在第一步中,如图 1 所示引发反应,在路易斯酸共引发剂、引发剂和单体之间形成了碳正离子-阴离子对。
常见的路易斯酸共引发剂包括氯化铝、氟化硼等,引发剂则为布朗斯特酸,例如氯化氢、水等。
链的引发图 1聚合机理 — 引发反应2HA H + A -HCl + AlCl 3H + AlCl 4-H + AlCl 4 - CH 3 – C – CH 3+ AlCl 4-CH 2链的增长引发之后是增长反应,单体单元与碳正离子加成,形成聚合物链,如图 2 所示。
这些反应速度快且放出大量热量。
图 2聚合机理 — 链的增长2链的增长反应的化学过程受温度、溶剂极性和反荷离子的影响,增长将持续,直至出现链转移或链终止。
在链转移过程中,碳正离子链末端与异丁烯、异戊二烯或具有未共享电子对的化合物反应,例如 RX 、溶剂、反荷离子和烯烃。
与这些化合物的反应将终止此分子链的增长,从而形成新的分子链。
链转移的活化能高于增长反应,因此聚合物的分子量在很大程度上受聚合温度的影响。
较低的温度会形成较高分子量的聚合物。
由于共聚单体表现出自身的链转移特性,共聚单体的存在也会影响共聚物的最终分子量。
不断增长的碳正离子发生不可逆的破坏反应,导致反应终止。
终止反应包括碳正离子-阴离子对消失、共聚单体脱氢反应、形成不反应或稳定的烯丙基碳正离子,或者碳正离子与亲核试剂(例如酒精或胺)进行反应。
一些化学品可以用做猝灭剂,终止反应,从而控制分子量。
反应速度受聚合条件影响很大。
丁基橡胶的生产图 3 显示了典型的丁基橡胶淤浆法装置示意图。
进料为 25% 的异丁烯 (97-98%) 和异戊二烯 (2-3%) 氯甲烷溶液,在进料罐中冷却到 -100°C 。
催化剂氯化铝也溶解在氯甲烷中。
这些液体连续注入反应釜中,聚合反应在反应釜中几乎瞬时完成,伴有大量放热。
冷却非常重要,液态乙烯连续流过冷却旋管,沸腾带走热量,保持反应釜的温度在 -95°C 左右。
在聚合时,反应釜中将形成非常小颗粒的氯甲烷悬浊液。
图 3丁基橡胶聚合物合成的方块图3另一种溶液法是使用 C5–C7 烃类作为溶剂,使用烷基卤化物作为引发剂3。
聚合反应在刮板式反应釜中进行,温度在 -90 到 -50°C 之间。
溶液法避免了氯甲烷的使用,在要对丁基橡胶进行卤化时,这种方法具有优势。
不过,对比淤浆法来说能耗较高,因为聚合物溶液的粘度更高。
因此,不太可能取代已经广泛接受的淤浆法。
聚合过程中会形成明显的污垢。
在高固态物浓度下,丁基橡胶膜会沉积在热交换的表面,阻碍冷却并影响到浆液循环。
一种解释污垢形成的常见理论是,在丁基橡胶反应釜内,由于层流中存在稀释液和单体,反应釜浆液中的橡胶颗粒并非完全呈玻璃态。
这会导致粘滞和凝胶,颗粒将粘滞到反应釜的热交换表面。
这会导致热交换效能下降,浆液温度升高。
反应中使用了循环操作,一些反应釜在运行,而另一些使用热溶剂冲洗以移除污垢。
通常生产运行的持续时间为 18 到 60 小时,具体取决于进料纯度、浆液固体浓度和生产速度。
近期的专利描述了使用嵌段共聚物稳定剂在浆液颗粒之间创建位阻(熵)力,以阻止或减慢污垢的形成。
形成聚合物颗粒之后,浆液将流出到含热水的闪蒸罐。
剧烈搅拌混合物,将稀释液和未反应的烃类蒸出并回收。
此时要加入抗氧化剂和硬脂酸锌。
添加抗氧化剂是为了防止聚合物在接下来的高温后处理过程中分解。
添加脂肪酸盐是为了防止聚合物颗粒在最后的工序中粘滞到一起。
然后,对浆液真空抽提去除残留的烃类。
在后处理工序中,丁基橡胶浆液在一系列挤出机中脱水,将水含量减少到 5-10%,以进入到最后一步后处理。
聚合物在高压挤出机中进行干燥,压缩的聚合物熔体通过模口,随着压力释放形成胶屑。
胶屑通过空气传送到封闭式流化床输送带,移除水蒸汽,冷却胶屑,然后压块和包装。
商业现状和全球产能埃克森美孚化工在日本川崎和法国格拉旺雄圣母村生产丁基橡胶。
美国贝塘市、比利时马赫伦以及印度班加罗尔的研发实验室承担了研发工作,并为生产和市场运营提供技术支持。
在我们全球各地的化工产品办事处中,经验丰富的员工可以为客户提供销售和支持等方面的贴心服务。
丁基橡胶的化学特性丁基橡胶的化学特性丁基橡胶是异丁烯和异戊二烯的共聚物,通过将异丁烯与极少量的异戊二烯反应得到。
在丁基橡胶的开发过程中,引入了含有限化学活性官能团的高度饱和聚合物的概念。
官能团的含量足以在硫化后提供高强度的交联网络以及弹性特性。
不同丁基橡胶牌号通过分子量(门尼粘度)和不饱和度摩尔百分比 (%) 加以区分。
其典型粘均分子量为 350,000 - 450,000,而以摩尔百分比表示的不饱和度(异戊二烯)为 0.5 到 3.0。
图 4 给出了丁基橡胶共聚物的结构。
术语“以摩尔百分比表示的不饱和度”指的是聚合物中每 100 个单体分子中所含的异戊二烯分子数。
因此,不饱和度摩尔比为 1% 的丁基橡胶包含 1 个异戊二烯分子和 99 个异丁烯分子。
图 4 说明了这一情况,“n”表示与“m”摩尔异戊二烯结合的异丁烯摩尔数。
一般情况下,“n”等于 98,“m”等于2。
与之对比的是,天然橡胶的“n”等于 0,“m”等于 100,因为此分子是 100% 的聚异戊二烯。
这种情况称作不饱和度摩尔比为 100%。
图 4丁基橡胶共聚物的结构2在由数千个单体链节组成的单个丁基橡胶高分子中,异戊二烯链节是随机分布的。