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丁基橡胶的基本介绍

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丁基橡胶的基本介绍

发布日期:2019-04-09 作者: 点击:

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,简称IIR,是Isobutylene Isoprene Rubber的缩写。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。


1943年,美国埃 索化学公司首先实现了工业化生产。此后,加拿大、法国、苏联等 也相继实现了丁基橡胶的工业化生产。80年代初,世界丁 基橡胶生产能力约为650kt,占合成橡胶总产量约5%。


丁基橡 胶自实现工业化生产以来,原料路线、生产工 艺以及聚合釜的结构形式一直变化不大,一般采 用氯甲烷作稀释剂,三氯化铝作催化剂,控制这 两者的用量可以调节单体的转化率。根据产 品不饱和度的等级要求,异戊二 烯的用量一般为异丁烯用量的1.5%~4.5%,转化率为 60%~90%。聚合温度维持在-100℃(采用乙 烯及丙烯作冷却剂)。丁基橡 胶的聚合是以正离子反应进行的,反应温度低,速度快,放热集中,且聚合 物的分子量随温度的升高而急剧下降。因此,迅速排 出聚合热以控制反应在恒定的低温下进行,是生产上的主要问题。聚合釜(见图)采用具 有较大传热面积并装有中心导管的列管式反应器。操作时 借下部搅拌器高速旋转,增大内循环量,从而保 证釜内各点温度均匀。


为改善 丁基橡胶共混性差的缺点,1960年以来 出现了卤化丁基橡胶。这种橡 胶是将丁基橡胶溶于烷烃或环烷烃中,在搅拌 下进行卤化反应制得。它含溴约 2%或含氯1.1%~1.3%,分别称 溴化丁基橡胶和氯化丁基橡胶。丁基橡胶卤化后,硫化速度大大提高,与其他 橡胶的共混性和硫化性能均有所改善,粘结性也有明显提高。卤化丁 基橡胶除有一般丁基橡胶的用途外,特别适 用于制作无内胎轮胎的内密封层、子午线 轮胎的胎侧和胶粘剂等。


折叠编 辑本段生产方法

淤浆法:淤浆法 是以氯甲烷为稀释剂,以H2O-AlCl3为引发体系,在低温(-100℃左右)下将异 丁烯与少量异戊二烯通过阳离子聚合制得的。


溶液法:传统的 淤浆法合成丁基橡胶生产工艺技术成熟,但由于 聚合反应温度低,制冷设备庞大,聚合釜 连续运转周期短,能耗高(1kg胶能量消耗约35~55MJ)。为了能提高反应温度,对用溶 液法合成丁基橡胶进行了大量的研究。


编辑本段配方设计

丁基橡 胶因其聚合物所具有的独特性能,所以被 广泛用于制造内胎、防振橡胶、工业胶板、医用橡胶等许多方面。本文主 要就配合剂对丁基橡胶物性的影响进行叙述。


炭黑

炭墨对 普通丁基橡胶物性的影响与对卤化丁基橡胶基本相同。各种炭 黑对物性的影响如下:


(1)SAF(超耐磨炉黑)、ISAF(中超耐磨炉黑)、HAF(高耐磨炉黑)、MPC(可混槽黑)等粒径小的炭黑,其硫化 胶的拉伸强度和撕裂强度较大;


(2)FT(细粒子热裂炭黑)、MT(中粒子热裂炭黑)等粒径较大的炭黑,其硫化胶的伸长率大;


(3)无论是哪一种炭黑,随着其用量增加,硫化胶 的定伸应力和硬度增大,而伸长率减小;


(4)SRF(半补强炉黑)硫化胶 的压缩永久变形比其它炭黑都优异;


(5)炉法炭 黑的压出加工性能优于槽法炭黑和热裂炭黑等。


软化剂

丁基橡 胶大都用石油类油如石蜡油、石蜡和 酯类增塑剂作为软化剂,其中石 油类油和酯类增塑剂对丁基橡胶物性的影响如下:


(1)因油的添加,拉伸强度、定伸应力、硬度降低,伸长率增加;


(2)因油的添加,门尼粘度降低,门尼焦烧时间增长;


(3)因油的添加,压出性 能得到一定的改善;


(4)因油的添加,耐臭氧、耐压缩永久变形、耐热性降低;


(5)因酯类增塑剂的添加,低温性能得到改善,但效果 依油的型号而异;


(6)因酯类增塑剂的添加,耐压缩永久变形、耐热性降低。


白色填充剂

白色填 充剂与炭黑一样,也是粒 径小的补强效果好,拉伸强度、定伸应力、撕裂强度、硬度等较大;粒径大 的有损于抗撕裂、耐屈挠和耐磨耗性等。各种白 色填充剂对丁基橡胶的补强效果如下:


(1)白炭黑 的补强效果在白色填充剂中最大,适用于 要求强度和耐磨耗性高的橡胶制品;


(2)滑石粉 的形状有各种各样,其中棒状、粒状的补强性能差,片状的 可显著 改善拉伸强度和定伸应力;


(3)碳酸钙 高填充时可减少伸长率和弹性的损失,并可用 于降低产品成本;


(4)陶土的 补强效果大于碳酸钙,可显著 改善拉伸强度和定伸应力,但因pH值的关 系有迟延硫化倾向,因此最 好是添加少量二甘醇(DEG)等。


硫化体系

丁基橡 胶除一般性硫黄硫化外还有各种硫化体系,可根据 不同用途进行选择,特别对 于卤化丁基橡胶,与二烯 类橡胶一样通过双键用硫黄、醌和树脂进行硫化,此外通 过卤基还可用金属氧化物、二硫代 氨基甲酸金属盐及硫脲等进行硫化,对于溴 化丁基橡胶可用过氧化物硫化。


国内有 很多从事再生丁基橡胶生产的企业,丁基再 生胶指的是利用已经经过硫化使用后的丁基废旧橡胶通过再生工艺使其重新具有一定的使用价值的橡胶。丁基橡 胶与丁基复原橡胶其生产用的原料不同,丁基橡 胶是由异丁烯与少量的异戊二烯合成而得,丁基复原橡胶(丁基再生胶)则是废 旧橡胶加工而成。丁基橡胶是纯生胶,丁基复 原橡胶是含有多种助剂的混合物。所以如 果想要降低丁基橡胶生产成本,我们可 以选择使用再生胶的做法,通过混 合来降低其成本。



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