橡胶分为天然橡胶和合成橡胶天然橡胶主要来源于三叶橡胶树,当这种橡胶树的表皮被割开时,就会流出乳白色的汁液,称为胶乳,胶乳经凝聚、洗涤、成型、干燥即得天然橡胶橡胶制品
合成橡胶是由人工合成方法而制得的,采用不同的原料(单体)可以合成出不同种类的橡胶1900年~1910年化学家CD哈里斯(Harris)测定了天然橡胶的结构是异戊二烯的高聚物,这就为人工合成橡胶开辟了途径1910年俄国化学家SV列别捷夫(Lebedev,1874-1934)以金属钠为引发剂使1,3-丁二烯聚合成丁钠橡胶,以后又陆续出现了许多新的合成橡胶品种,如顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶等等合成橡胶的产量已大大超过天然橡胶,其中产量最大的是丁苯橡胶
通用橡胶
是指部分或全部代替天然橡胶使用的胶种,如丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶等,主要用于制造轮胎和一般工业橡胶制品通用橡胶的需求量大,是合成橡胶的主要品种
丁苯橡胶
丁苯橡胶是由丁二烯和苯乙烯共聚制得的,是产量最大的通用合成橡胶,有乳聚丁苯橡胶、溶聚丁苯橡胶 和热塑性橡胶(SBS )
顺丁橡胶
是丁二烯经溶液聚合制得的,顺丁橡胶具有特别优异的耐寒性、耐磨性和弹 橡胶轮胎
性,还具有较好的耐老化性能顺丁橡胶绝大部分用于生产轮胎,少部分用于制造耐寒制品、缓冲材料以及胶带、胶鞋等顺丁橡胶的缺点是抗撕裂性能较差,抗湿滑性能不好
异戊橡胶
异戊橡胶是聚异戊二烯橡胶的简称,采用溶液聚合法生产异戊橡胶与天然橡胶一样,具有良好的弹性和耐磨性,优良的耐热性和较好的化学稳定性异戊橡胶生胶(未加工前)强度显著低于天然橡胶,但质量均一性、加工性能等优于天然橡胶异戊橡胶可以代替天然橡胶制造载重轮胎和越野轮胎还可以用于生产各种橡胶制品
乙丙橡胶
乙丙橡胶以乙烯和丙烯为主要原料合成,耐老化、电绝缘性能和耐臭氧性能突出乙丙橡胶可大量充油和填充碳黑,制品价格较低,乙丙橡胶化学稳定性好,耐磨性、弹性、耐油性和丁苯橡胶接近乙丙橡胶的用途十分广泛,可以作为轮胎胎侧、胶条和内胎以及汽车的零部件,还可以作电线、电缆包皮及高压、超高压绝缘材料还可制造胶鞋、卫生用品等浅色制品
氯丁橡胶
它是以氯丁二烯为主要原料,通过均聚或少量其它单体共聚而成的如抗张强度高 橡胶制品
,耐热、耐光、耐老化性能优良,耐油性能均优于天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶具有较强的耐燃性和优异的抗延燃性,其化学稳定性较高,耐水性良好氯丁橡胶的缺点是电绝缘性能,耐寒性能较差,生胶在贮存时不稳定氯丁橡胶用途广泛,如用来制作运输皮带和传动带,电线、电缆的包皮材料,制造耐油胶管、垫圈以及耐化学腐蚀的设备衬里
例如丁苯橡胶是由苯乙烯与丁二烯共聚而成的合成橡胶,故称SBR;同理,丁腈橡胶称NBR;氯丁橡胶称CR等中国的命名方法:对于共聚物是在相应单体之后缀以共聚物橡胶如丁二烯-苯乙烯共聚物橡胶,简称丁苯橡胶;对于均聚物,则在相应单体之前冠以“聚”字,而在聚合物之后缀以“橡胶”如顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶(简称异戊橡胶)顺式-1,4-聚丁二烯橡胶(简称顺丁橡胶)等此外,尚有通俗取名法,即取该聚合物除碳氢以外的特有元素或基团来命名如由 αω-二氯代烃(或α,ω-二氯代醚)和多硫化钠形成的橡胶俗称聚硫橡胶,而由异丁烯和少量异戊二烯共聚制得的橡胶常俗称丁基橡胶等
合成橡胶是由不同单体在引发剂作用下,经聚合而成的品种多样的高分子化合物,单体有丁二烯、苯乙烯、丙烯腈、异丁烯、氯丁二烯等多种聚合工艺有乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合、本体聚合四种
合成橡胶是通过化学合成的方法,以生胶为基础加入适量的配合剂而制成的高分子材料。它的最大特点是具有橡胶弹性,即在较小的外力作用下,橡胶材料会产生很大的形变,而外力去除后,它又立即恢复原状。常用的合成橡胶有丁苯橡胶、氯丁橡胶、氯橡胶等,主要用于制造轮胎、胶管、胶鞋、胶皮手套、电缆包皮、各种密封材料、减震材料(如垫片、垫圈)等。
合成橡胶的生产工艺大致可分为单体的合成和精制、聚合过程以及橡胶后处理三部分
单体的生产和精制
合成橡胶的基本原料是单体,精制常用的方法有精馏、洗涤、干燥等。
聚合过程
聚合过程是单体在引发剂和催化剂作用下进行聚合反应生成聚合物的过程。有时用一个聚合设备,有时多个串联使用。合成橡胶的聚合工艺主要应用乳液聚合法和溶液聚合法两种。时下,采用乳液聚合的有丁苯橡胶、异戊橡胶、丁丙橡胶、丁基橡胶等。
后处理
后处理是使聚合反应后的物料(胶乳或胶液),经脱除未反应单体、凝聚、脱水、干燥和包装等步骤,最后制得成品橡胶的过程。乳液聚合的凝聚工艺主要采用加电解质或高分子凝聚剂,破坏乳液使胶粒析出。溶液聚合的凝聚工艺以热水凝析为主。凝聚后析出的胶粒,含有大量的水,需脱水、干燥。
1从资源上说:前者是不可再生资源石油经过裂解合成后的产物,石油是不可再生资源,越用越少,随着油价的稀少而价格会一直上升;而天然胶是从橡胶树上割下来的,绿色环保而且可以无限循环再生。有一天,石油没有了,天然橡胶也没有了,地球上的石油还能使用多少年呢?
2从性能上说:前者只对专一方面有特长,综合性能不出众;天然胶呢,几乎在哪里都能使用,适用范围宽广,而且目前为止还没发现可以取代天然橡胶使用在轮胎上的橡胶,有时用几种合成橡胶配合也无法取代天然橡胶的作用。
3现在研究的方向就是改性天然橡胶,就是使天然橡胶可以具各种有合成橡胶的性能,试想有一天,通过改性的NR代替了各种合成橡胶,这就是合成橡胶的末日。
4虽然合成橡胶的初始是世界初的世界大战的局势需要,但是现在不一样了,那么合成橡胶为什么现在能大行其道呢,而且欲取代天然胶的趋势,这完全是因为背后商业集团的利益推动。因为产胶国完全是经济科技不发达的热带国家;而控制世界经济和科技的却是不产橡胶的温带和亚寒带国家,为什么生产成本这么大,而且不利于世界资源的可持续发展的合成橡胶现代反倒成为了主流?为什么使用这么宽广的NR一直在产量上无法扩大这些都是背后资本主义的推动,其实有个很简单的问题,大家一想就知道了:合成一种橡胶和把NR进行改性,哪个技术难度大?肯定是合成橡胶更麻烦。
合成橡胶的诞生
1900年ИЛ孔达科夫用2,3-二甲基-1,3-丁二烯聚合成革状弹性体。第一次世界大战期间,德国的海上运输被封锁,切断了天然橡胶的输入,他们于1917年首次用2,3-二甲基-1,3-丁二烯生产了合成橡胶,取名为甲基橡胶W和甲基橡胶H。
1、成分不同:合成橡胶是由人工合成的高弹性聚合物。也称合成弹性体,是三大合成材料之一,其产量仅低于合成树脂(或塑料)、合成纤维。分类方法多样,发展历史悠久,有着广阔的研究前景。天然橡胶(NR)是一种以顺-1,4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物,其成分中91%~94%是橡胶烃(顺-1,4-聚异戊二烯),其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。天然橡胶是应用最广的通用橡胶。
2、性能不同:天然橡胶,在常温下具有较高的弹性、电绝缘性能良好、天然橡胶有较强的耐碱性能,但不耐浓强酸。合成橡胶,性能相对来说没那么好,但是它还是具备了高弹性、绝缘性、耐油、耐高温等性能。使用还是挺广泛的。
合成橡胶依不同橡胶合成的原料不同,主要分一下四种:
1、丁苯橡胶:原料是丁二烯和苯乙烯。丁苯橡胶是产量最大的通用合成橡胶。
2、顺丁橡胶:原料是丁二烯。顺丁橡胶具有特别优异的耐寒性、耐磨性和弹性,还具有较好的耐老化性能。顺丁橡胶绝大部分用于生产轮胎,少部分用于制造耐寒制品、缓冲材料以及胶带、胶鞋等。顺丁橡胶的缺点是抗撕裂性能较差,抗湿滑性能不好。
3、异戊橡胶:原料是异戊二烯。采用溶液聚合法生产,异戊橡胶与天然橡胶一样,具有良好的弹性和耐磨性,优良的耐热性和较好的化学稳定性。异戊橡胶生胶(未加工前)强度显著低于天然橡胶,但质量均一性、加工性能等优于天然橡胶。异戊橡胶可以代替天然橡胶制造载重轮胎和越野轮胎还可以用于生产各种橡胶制品。
4、乙丙橡胶:主要原料是乙烯和丙烯。耐老化、电绝缘性能和耐臭氧性能突出。乙丙合成橡胶橡胶可大量充油和填充碳黑,制品价格较低,乙丙橡胶化学稳定性好,耐磨性、弹性、耐油性和丁苯橡胶接近。
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