合成橡胶-丁苯橡胶(SBR)和顺丁橡胶(BR)

合成橡胶-丁苯橡胶(SBR)和顺丁橡胶(BR)
丁苯橡胶(SBR)
SBR是产量最⼤的合成橡胶,占合成橡胶总量的 55%, 70%⽤于轮胎。按合成⽅法分为乳聚( 1933年由德国的Farben公司⽣产)和溶聚( 60年代投⼊⼯业化⽣产,发展较快) SBR两⼤类。
⼀.合成⽅法
聚合单体:丁⼆烯(占 2/3以上)、苯⼄烯(少于 1/3)
1.乳液法:⾼温乳液聚合:50℃
低温乳液聚合: 5℃
2.溶液法:60年代后投⼊⼯业化⽣产,该胶具有滚动阻⼒低,抗湿滑性好、综合性能⾼等特点,在轮胎⾏业中获得⼴泛应⽤。
⼆.分类(按制法分)
三.SBR的结构
四.SBR的性能
(⼀)性能
1.物理常数密度(g/cm3)d=0.92~0.94
折光指数 1.53
2.SBR强度⽐NR差
⽣胶格林强度约为 0.5MPa;纯胶硫化胶的强度为 1.4~3.0MPa;但炭⿊补强后硫化胶的拉伸强度⾼达 17~28MPa。撕裂强度⽐ NR低,⼤约为 NR的⼀半。
3.弹性、耐寒性⽐NR差。
4.耐热、耐⽼化、耐磨性⽐NR好(苯环弱吸电、体积⼤—分⼦内摩擦⼤、双键浓度低),硫化反应速度慢。5.SBR耐屈挠疲劳性⽐NR差,但耐初始龟裂性好,耐裂⼝增长性差。
6.SBR粘着性⽐NR差。
7.SBR的电性能和耐溶剂性
SBR电绝缘性能良好,耐溶剂性⽐ NR好,但仍不耐⾮极性油类。
8.抗湿滑性优于NR、BR。
(⼆)配合与加⼯
配合:必要成分—硫化剂:硫黄⽤量⽐ NR中少(双键量少)
配合:必要成分—硫化剂:硫黄⽤量⽐ NR中少(双键量少)
促进剂:促进剂⽤量⽐ NR中多 (硫化速度慢 )
活化剂
补强剂:主要是炭⿊ (⾮⾃补强性 )
增粘剂:本⾝粘性差,⽤烷基酚醛树脂,古马隆树脂增粘
⼀般成分—防⽼剂,软化剂
加⼯:塑炼性—⼀软丁苯(门尼粘度在40~60之间)⼀般不需要塑炼;
混炼性——SBR对炭⿊湿润性差,混炼⽣热⾼,开炼机应控温在40~50℃之间且包冷辊。
密炼机混炼时间不宜过长,温度不能太⾼,排胶温度应低于130℃。
压延、压出性—压延、压出收缩率⾼,表⾯不光滑,并⽤部分NR可以改善。
成型性——格林强度低,⾃粘性差,可与NR并⽤或采⽤增粘剂改善。
硫化性——硫化速度慢,操作安全性好
五.SBR的应⽤
SBR是⼀种耗量最⼤的通⽤橡胶,应⽤⼴泛,除要求耐油、耐热、耐特种介质等特殊情况外的⼀般场合均可使⽤。主要⽤于轮胎⼯业,另外还⽤于运输带的覆盖胶,输⽔胶管,胶鞋⼤底,胶辊,防⽔橡胶制品,胶布制品、微孔海绵制品、防震制品等。
§1.4 聚丁⼆烯橡胶(BR)
我国顺丁橡胶的⽣产能⼒占合成橡胶总⽣产能⼒的 45%,⽬前国内有⽣产企业 7家,分别是燕化、齐鲁⽯化、⾼桥、锦州、⼤庆、岳阳、独⼭⼦,均采⽤国产技术。
⼀.聚丁⼆烯橡胶的分类
按制备⽅法分类:
⼆.聚丁⼆烯橡胶的结构
1.结构式:古马隆树脂
顺式1,4-结构(97%),反式1,4-结构(1%)和1,2-结构(2%)。⼯业常⽤的聚丁⼆烯弹性体是上述⼏种结构的⽆规共
聚物。
2.聚丁⼆烯橡胶的玻璃化温度T g决定于分⼦中所含的⼄烯基的量。顺式:Tg=-105℃,1,2结构的Tg= -15℃,随1,2-结构含量的增⼤,分⼦链柔性下降,Tg升⾼。Tg=91V-106,如V=35%时,实测Tg=70℃,计算值为74℃。
3.聚丁⼆烯橡胶中顺、反1,4-结构,全同、间同1,2-结构都能结晶,结晶温度低,如顺式的结晶温度为3℃,结晶最快的温度为-40℃;结晶能⼒⽐NR差,⾃补强性⽐NR低很多。顺式含量越⾼,补强性越好;结晶对应变的敏感性⽐NR 低,⽽对温度的敏感性较⾼。所以BR需要⽤炭⿊进⾏补强。
4.溶聚BR分⼦量分布窄,⼀般分布系数为2~4,⽀化和凝胶少,加⼯性能差。
4.溶聚BR分⼦量分布窄,⼀般分布系数为2~4,⽀化和凝胶少,加⼯性能差。
乳聚 BR分⼦量分布宽,⽀化和凝胶也较多,加⼯性能好。
三.聚丁⼆烯橡胶的性能
1.弹性好,耐寒性好
弹性和耐磨性在通⽤胶中是最好的,(Tg= -105 ℃)
滞后损失⼩、动态⽣热低,在通⽤胶中是最好的,⼤部分⽤于轮胎⾏业。
2.滞后损失和⽣热低
3.耐磨性和耐屈挠性优异
4.拉伸强度和撕裂强度低
纯胶硫化胶的拉伸强度低,只有 1~2MPa,补强硫化胶的拉伸强度可达 17~25MPa。
5.抗湿滑性差、耐刺穿及粘着性差
6.BR的冷流性⼤(⽣胶或未硫化胶在停放过程中因为⾃⾝重量⽽产⽣流动的现象)
7.BR的⽼化性能NR好,主要以交联为主。
四.配合与加⼯
1.配合:与NR、SBR⼤体相同,硫化速度介于SBR和NR之间,⽤硫黄硫化体系,⽤炭⿊补强,加⼊10份⽩炭⿊可以提⾼硫化胶的耐磨性和耐刺扎性。
2.加⼯:
( 1)具有冷流性:分⼦量分布窄,凝胶少。对储存和半成品存放不利。
( 2)包辊性差:玻璃化温度低,包辊性差。
( 3)难塑炼,混炼时易打滑。
( 4)粘着性差。
( 5)压延压出时对温度敏感,速度不宜过快,压出时适应温度范围较窄。
( 6)硫化时充模容易,不易过硫。
五.应⽤
轮胎、耐磨制品如胶鞋、胶带、胶辊、耐寒制品。在合成橡胶中产量及耗量仅次于 SBR。
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