聚丁二烯橡胶性能学
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端羧基聚丁二烯液体橡胶是一种重要的合成橡胶材料,具有优异的性能和广泛的应用领域。
本文将从制备端羧基聚丁二烯液体橡胶的方法、性能特点和应用领域三个方面进行分析和讨论。
一、制备端羧基聚丁二烯液体橡胶的方法端羧基聚丁二烯液体橡胶的制备方法多种多样,包括乳液聚合法、溶液聚合法等。
其中,乳液聚合法是目前应用最为广泛的制备方法之一。
通过在反应体系中引入端羧基官能团,可以在不同程度上调控聚合物的结构和性能,从而制备出具有特定性能的端羧基聚丁二烯液体橡胶。
二、端羧基聚丁二烯液体橡胶的性能特点1. 分子结构稳定端羧基聚丁二烯液体橡胶分子结构稳定,具有较高的稳定性和持久性,可适应复杂的使用条件和环境变化。
2. 耐热性能优异端羧基聚丁二烯液体橡胶具有出色的耐热性能,能够在高温环境下长时间保持稳定的物理和化学性能。
3. 耐化学腐蚀性能优秀端羧基聚丁二烯液体橡胶在酸碱等化学腐蚀性环境下具有良好的稳定性和耐腐蚀性能。
三、端羧基聚丁二烯液体橡胶的应用领域1. 汽车制造业端羧基聚丁二烯液体橡胶在汽车制造业中广泛用于制作汽车轮胎、密封件、悬挂系统等部件,其优异的耐磨损性能和耐候性能能够有效提升汽车产品的品质和使用寿命。
2. 电气电子行业端羧基聚丁二烯液体橡胶在电气电子行业中被广泛应用于制作电线电缆、绝缘套管等产品,其优异的电气绝缘性能和耐高温性能能够有效保障电气设备的安全可靠运行。
3. 医疗卫生领域端羧基聚丁二烯液体橡胶在医疗卫生领域中可用于制作医疗器械、医用胶带等产品,其无毒、无味、抗菌防霉等特点能够有效保障医疗器械和用品的安全性和卫生性。
总结而言,端羧基聚丁二烯液体橡胶作为一种重要的合成橡胶材料,具有稳定的分子结构和优异的性能特点,广泛应用于汽车制造业、电气电子行业、医疗卫生领域等多个领域。
随着科技的发展和市场需求的不断增长,端羧基聚丁二烯液体橡胶的研究和应用前景将更加广阔。
端羧基聚丁二烯液体橡胶是一种具有重要意义的合成橡胶材料,其优异性能和广泛应用使得其在工业生产和科研领域备受关注。
聚丁二烯的常用分子量
聚丁二烯是一种重要的合成橡胶,具有优异的物理性能和化学稳定性,广泛应用于汽车轮胎、工业橡胶制品、建筑密封材料等领域。
聚丁二烯的常用分子量是指聚合物中单体分子重复单元的数量,通常用聚合度表示,常见的分子量范围为1000-500000。
聚丁二烯的分子量对其性能有着重要的影响。
一般来说,分子量越高,聚丁二烯的物理性能和化学稳定性越好。
高分子量的聚丁二烯具有更高的拉伸强度、断裂伸长率和耐磨性,同时也更加耐高温、耐油、耐化学腐蚀等。
因此,在制备高性能橡胶制品时,通常会选择高分子量的聚丁二烯作为原料。
另一方面,聚丁二烯的分子量也会影响其加工性能和成本。
低分子量的聚丁二烯具有更好的流动性和加工性能,但其物理性能和化学稳定性相对较差。
高分子量的聚丁二烯则需要更高的加工温度和压力才能形成制品,同时也更加昂贵。
因此,在实际应用中需要根据具体要求选择合适的聚丁二烯分子量。
除了常用分子量外,聚丁二烯还有一些其他的物理化学性质也需要考虑。
例如,聚合度分布、分子量分布等都会影响聚丁二烯的性能和加工性能。
因此,在制备聚丁二烯制品时,需要综合考虑各种因素,选择合适的聚丁二烯原料,并进行合理的加工工艺控制,以获得最佳的性能和成本效益。
聚丁二烯的常用分子量是制备高性能橡胶制品的重要参数之一,需要根据具体要求进行选择和控制。
随着科技的不断进步,聚丁二烯的性能和应用领域也将不断拓展和提升。
端羟基氢化聚丁二烯英群端羟基氢化聚丁二烯,也称为端羟基氢化聚丁烯橡胶,是一种具有羟基官能团的氢化聚丁二烯材料。
在本文中,我们将详细介绍端羟基氢化聚丁二烯的特性、制备方法、应用领域以及相关的研究进展。
1. 特性:端羟基氢化聚丁二烯具有以下主要特性:-高度可延展性:端羟基氢化聚丁二烯具有优异的可延展性和弹性,能够在受力时发生弹性变形,并在去除外力后恢复原状。
-良好的耐化学性:端羟基氢化聚丁二烯对许多化学物质具有较好的耐受性,能够在不同的环境条件下保持其物理性能。
-优异的机械性能:端羟基氢化聚丁二烯具有出色的耐磨损、耐撕裂和耐切割性能,使其在各种应用中具有广泛的用途。
-高度可塑性:端羟基氢化聚丁二烯可以通过热塑加工或溶剂成型等方法进行成型,并能够在成型过程中保持其特性。
2. 制备方法:端羟基氢化聚丁二烯的制备主要包括以下步骤:-聚合反应:通过聚合反应合成聚丁二烯基链,可以采用Ziegler-Natta催化剂或金属有机催化剂等方法进行聚合。
-氢化反应:将聚丁二烯与氢气在催化剂的存在下进行反应,使得部分或全部的不饱和键被氢原子取代,形成端羟基氢化聚丁二烯。
3. 应用领域:端羟基氢化聚丁二烯在许多领域具有广泛的应用,包括:-橡胶制品:端羟基氢化聚丁二烯可用作橡胶制品的主要成分,如密封件、管道、橡胶垫等。
-塑料添加剂:端羟基氢化聚丁二烯可以作为塑料的添加剂,改善塑料的延展性、耐磨性和抗撕裂性能。
-粘合剂:端羟基氢化聚丁二烯可用于制备弹性粘合剂,用于黏合不同材料。
-医疗器械:端羟基氢化聚丁二烯在医疗器械领域具有广泛应用,如人工关节、医用手套等。
4. 研究进展:近年来,端羟基氢化聚丁二烯的研究得到了广泛关注,主要集中在以下方面:-功能化改性:通过引入其他官能团或添加剂,改善端羟基氢化聚丁二烯的特性,如提高耐温性、耐化学性或增强机械性能。
-可持续发展:研究人员致力于开发环境友好型的端羟基氢化聚丁二烯制备方法,例如使用可再生原料或绿色催化剂等。
聚丁二烯橡胶的力学性质
摘要:聚丁二烯橡胶是以1,3-丁二烯为单体聚合而得到的一种通用合成橡胶,1956年美国首先合成高顺式丁二烯橡胶,我国于1967年实现顺丁橡胶的工业化生产。
在合成橡胶中,聚丁二烯橡胶的产量和消耗量仅次于丁苯橡胶,居第二位。
中乙烯基丁二烯橡胶、丁钠橡胶、低顺式聚丁二烯橡胶等几种不同的聚丁二烯橡胶产品都具有很好的性能和市场。
作为一种橡胶,它弹性高,是当前弹性最高的一种;耐低温性能好,其玻璃化温度为-105,是通用橡胶中耐低温性能最好的一种;其耐磨性能优异;滞后损失小,生热性能低;耐屈挠性好;与其它橡胶的相容性好。
由于其优异的高弹性、耐寒性和耐磨损性能,主要用于制造轮胎,也可用于制造胶鞋、胶带、胶辊等耐磨性制品。
关键字:聚丁二烯橡胶、第二、弹性高、性能好、轮胎
背景:1956年美国首先合成高顺式丁二烯橡胶,我国于1967年实现顺丁橡胶的工业化生产。
在合成橡胶中,聚丁二烯橡胶的产量和消耗量仅次于丁苯橡胶,居第二位。
弹性高,是当前弹性最高的一种,耐低温性能好。
广泛用于轮胎制造,高档鞋、胶鞋、胶带、胶辊等耐磨性制品,具有很大的商业价值。
截止2006年,我国共有生产聚丁二烯橡胶企业共6家,总产量达44612Kt。
今年来,聚丁二烯橡胶的需求量不断增加,从1998至2003年消费量的年均增长率约为3.0%。
2003年总消费量达236万吨。
目的:为了更好的了解聚丁二烯橡胶的力学性质和用途,以及一
些常用的研究方法,分子结构和功能的关系,因而在次进行论述。
意义:聚丁二烯橡胶是我国最重要的胶种之一,为适应轮胎行业技术发展的要求,了解聚丁二烯橡胶的力学性质,有利于我们对他用途的认识,加深我们对合成橡胶的认识和对其性能的改进,从而发现它更大的商业价值。
研究理论和方法:基于高分子性能学的知识,以及高分子物理的结构与性能的关系。
RPA动态性能分析法,冲击弹性实验、GT-7012-A磨耗试验、橡胶硬度测试、门尼松弛实验、橡胶拉伸行为曲线、屈服行为。
研究进展:王中平等采用NdBR应用到轮胎配方中,结果表明轮胎耐久性和速度性能明显提高,轮胎温升明显降低,轮胎的安全性能明显提高。
刘金铃等研究了乙丙橡胶与顺丁橡胶并用,可以显著提高回弹性,降低永久变形。
正文:按聚合方法不同,聚丁二烯橡胶可分为溶聚丁二烯橡胶、乳聚丁二烯橡胶和本体聚合丁钠橡胶三种。
按分子结构可分为顺式聚丁二烯和反式聚丁二烯。
而顺式聚丁二烯又以顺式含量不同分为高顺式聚1,4-丁二烯、中顺式聚丁二烯、低顺式聚丁二烯。
聚丁二烯橡胶中最重要的品种是溶聚高顺式丁二烯橡胶。
其性能特点是:弹性高,是当前弹性最高的一种;耐低温性能好,其玻璃化温度为-105,是通用橡胶中耐低温性能最好的一种;其耐磨性能优异;滞后损失小,生热性能低;耐屈挠性好;与其它橡胶的相容性好。
由于其优异的高弹性、耐寒性和耐磨损性能,主要用于制造轮胎,也可用于制造胶鞋、胶带、胶辊等耐磨性制品。
缺点:抗张强度和抗撕裂强度均低于天然橡胶和丁苯橡胶;用于轮胎对抗湿滑性能不良;工艺加工性能和黏着性能较差,不易包辊。
溶聚丁二烯橡胶,是丁二烯单体在有机溶剂中制得的橡胶,可分为高顺式聚1,4-丁二烯橡胶、低顺式聚丁二烯橡胶和反式聚1,4-丁二烯橡胶。
乳聚丁二烯橡胶,是丁二烯单体在水介质中由乳化剂分散或悬浮液状态进行聚合所得的产物。
高顺式聚1,4-丁二烯橡胶的基本性能:由于高顺式聚1,4-丁二烯橡胶的分子结构比较规整,主链上无取代基,分子间作用力小,分子长而细,分子中有大量的可发生内旋转的C—C单键,使分子十分柔软。
同时分子中还存在许多较具反应性的C=C 双键,这样的分子结构决定了此种橡胶具有以下性质:
一、高弹性
高顺式聚1,4-丁二烯橡胶是当前所有橡胶中弹性最高的一种橡胶甚至在很低的温度下,分子链段也能只有运动,所以在很宽的温度范围内显示高弹性,甚至在-40℃时还能保持。
一般来说,即使顺式含量最高的聚合物,在这一温度下也会结晶。
这种低温下所具有的较高弹性及抗硬化性能,使其与丁苯橡胶或天然橡胶并用时,能改善它的低温性能。
橡胶弹性的本质——熵弹性
橡胶热力学状态方程
形变过程熵减,能量储存为T △S
自发的熵增可使形状恢复,无能量损耗
二、滞后损失和生热小
由于高顺式聚1,4-丁二烯橡胶分子链段的运动所需克服周围分子链的阻力和作用力小,内摩擦小,当作用分子的外力去掉后,分子能较快的恢复至原状,因此滞后损失小,生热小,这一性能对于使用时反复变形,且传热性差的橡胶轮胎的使用寿命有一定
ε的变化落后于σ,发生滞后现象,则每一个
循环都要消耗功.内耗的情况可以从橡胶拉伸—回缩的应力应变曲线上看出
V l V T T f T l U f ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=1ε'1ε ε
σ 0 1ε''1σ A C D B E
一个形变周期的损耗
二、低温性能好
主要表现在玻璃化转变温度低,为-105℃左右,使用温度范围-70℃—140℃,可见在很低的温度下仍然可以使用。
而天然橡胶的为-73℃,丁苯橡胶的为-60℃左右。
玻璃化转变温度低,分子链的活动能力强,弹性好。
所以掺用高顺式聚1,4-丁二烯橡胶的胎面在寒带地区仍可保持较好的使用性能。
三、耐磨性能优异
对于需耐磨的橡胶制品,如轮胎、鞋底、鞋后跟等,这一胶种特别适用。
四、耐屈挠性能优异
高顺式聚1,4-丁二烯橡胶制品耐动态裂口生成性能良好。
五、混炼时抗破碎能力强
在混炼过程中高顺式聚1,4-丁二烯橡胶门尼粘度下降的幅度比()()()()()()δ
επσ=∆δ-ωωωεσ=∆∴εσ=εσ=∆⎰⎰⎰ωπS in W dt t Cos t S in W
dt t d t d t t d t W o o 20o o 展开积分得
天然橡胶小得多,比丁苯橡胶也小,因此在需要延长混炼时间时,对胶料的口型膨胀及压出速度几乎无影响。
六、模内流动性好
用高顺式聚1,4-丁二烯橡胶制造的制品缺胶情况少。
缺点:当然高顺式聚1,4-丁二烯橡胶也有它自身的缺点,就力学性能而言,它的拉伸强度与撕裂强度低,高顺式聚1,4-丁二烯橡胶的这两种性能指标均低于天然橡胶和丁苯橡胶。
因而在轮胎胎面中掺用量较高时,不耐刺扎和切割。
另外,生胶的冷流性大,这使得生胶或未硫化的胶料在存放时较易流动,因此在生胶的包装、储存及半成品存放过程中,需要注意这一问题。
在其他性能方面,它的抗湿滑性能差,易造成打滑。
同时工艺加工性能差。
低顺式聚丁二烯橡胶的基本特性:低顺式聚丁二烯橡胶中的1,2—结构低者,其分子量分布较窄,冷流倾向较大,工艺性能不如高顺式好,包锟及粘着力差。
物理性能与高顺式聚1,4-丁二烯橡胶相似,但弹性较低,生热较大。
低顺式聚丁二烯橡胶中的1,2—结构高者,即所谓的中乙烯基丁二烯橡胶抗老化性能优于高顺式,但强度、伸长率、耐磨性略低,工艺性能较差。
丁钠橡胶是以金属钠为引发剂,由丁二烯气相或液相聚合制得。
它是聚丁二烯系列产品的一个品种,可溶于汽油,苯,甲苯等溶剂,溶液具有很好的粘结能力。
在橡胶制品中具有良好的耐
磨性和抗屈挠性,弹性低,阻尼性优越,粘着力小,耐寒性较好。
性能与天然橡胶相似,可用以制一般橡胶制品。
丁钠橡胶的主要特性是1,2-链节含量较高,支化度大,分子量分布较宽。
丁钠橡胶主要用于生产电器开关隔膜、工业胶板、胶管、胶垫、压出制品以及胶鞋等橡胶制品及硬质合金(粉末冶金)生产中的粘合剂,也可用于陶瓷等烧结的粘合剂。
也可应用于机械、石棉加工和电机制造等工业部门。
但强度较差,在逐渐淘汰中。
结束语:聚丁二烯橡胶是我国最重要的胶种之一,为适应轮胎行业技术发展的要求,了解聚丁二烯橡胶的力学性质,有利于我们对他用途的认识,加深我们对合成橡胶的认识和对其性能的改进,从而发现它更大的商业价值。
为此而对聚丁二烯橡胶的力学性质进行分析和论述是有必要性的。
我也因此而加深了对聚丁二烯橡胶的认识,这是十分有利的。
参考文献:
1、凌绳、王秀芬,聚合物材料,中国轻工业出版社,2000年
2、何曼君,高分子物理,复旦大学出版社,1990年。