1、第五章第五章 橡胶橡胶5.1 概述概述 5.2 通用橡胶通用橡胶 5.3 特种橡胶特种橡胶5.4 其它橡胶其它橡胶主主要要内内容容cau-uchurubber橡胶橡胶5 5.1.1 概概 述述 橡胶是以橡胶是以高分子化合物高分子化合物为基础的、具有良好为基础的、具有良好高高弹性弹性的材料，以的材料，以生胶生胶为原料加入适量为原料加入适量配合剂配合剂而形成而形成的的高分子弹性体高分子弹性体。二、橡胶的发展史二、橡胶的发展史u1493149614931496年，哥伦布第二次航行到美洲年，哥伦布第二次航行到美洲发发现当地人玩的球从地上跳起来现当地人玩的球从地上跳起来由一种树流出由一种树流出的浆液制成
2、的浆液制成欧洲人才知道橡胶这种物质。欧洲人才知道橡胶这种物质。u18231823年，英国人创办了第一个橡胶生产防水布年，英国人创办了第一个橡胶生产防水布橡胶工业的开始。橡胶工业的开始。u18391839年，固特异年，固特异发明了天然橡胶的硫化技术。发明了天然橡胶的硫化技术。u18881888年，年，DunlopDunlop发明充气轮胎发明充气轮胎汽车工业汽车工业的发展促进了橡胶工业的真正起飞。的发展促进了橡胶工业的真正起飞。u19001900年，了解天然橡胶的分子结构年，了解天然橡胶的分子结构合成橡胶合成橡胶才真正成为可能。才真正成为可能。u19321932年前，陆续生产丁钠橡胶年前，陆续生产
3、丁钠橡胶 、氯丁橡胶、丁腈、氯丁橡胶、丁腈橡胶、橡胶、丁苯橡胶。丁苯橡胶。u2020世纪世纪5050年代，年代，Zeigler-NattaZeigler-Natta催化剂的发现催化剂的发现导致了合成橡胶工业的新飞跃导致了合成橡胶工业的新飞跃顺丁橡胶、异丙顺丁橡胶、异丙橡胶、异戊橡胶等新品种橡胶、异戊橡胶等新品种u19651965年年19731973年，热塑性弹性体年，热塑性弹性体第三代橡胶第三代橡胶u19841984年，德国年，德国用苯乙烯、异戊二烯、用苯乙烯、异戊二烯、丁二烯丁二烯作为单体合成集成橡胶（作为单体合成集成橡胶（SIBRSIBR）。）。橡橡胶胶天然橡胶天然橡胶合成橡胶合成橡胶按来
4、源分为按来源分为块状生胶块状生胶乳乳 胶胶液体橡胶液体橡胶粉末橡胶粉末橡胶按形态分为按形态分为硫化橡胶硫化橡胶热塑性弹性体热塑性弹性体按加工制品的成型按加工制品的成型方法和过程分为方法和过程分为三、橡胶的分类三、橡胶的分类通用橡胶通用橡胶特种橡胶特种橡胶其它橡胶其它橡胶四、橡胶的特征和性能四、橡胶的特征和性能 橡胶是有机高分子弹性体，使用温度范围是橡胶是有机高分子弹性体，使用温度范围是玻璃化温度和粘流温度玻璃化温度和粘流温度之间，因此作为好的橡胶之间，因此作为好的橡胶材料应在较宽的温度范围（材料应在较宽的温度范围（-50150-50150）内具有）内具有优异的弹性。优异的弹性。（1 1）大分子
5、链有足够的柔性，玻璃化温度应该比）大分子链有足够的柔性，玻璃化温度应该比室温低得多室温低得多 这就要求大分子链内旋转位垒比较小，分子这就要求大分子链内旋转位垒比较小，分子间作用力比较弱，其内聚能密度小。间作用力比较弱，其内聚能密度小。（2 2）在使用条件下不结晶或结晶很小）在使用条件下不结晶或结晶很小 最理想的情况是在拉伸时结晶，而解除负最理想的情况是在拉伸时结晶，而解除负荷后结晶又熔化。荷后结晶又熔化。因为结晶部分既起分子间的因为结晶部分既起分子间的交联作用，又有利于提高模量和强度，负荷解交联作用，又有利于提高模量和强度，负荷解除后结晶消失，则不影响其弹性恢复。除后结晶消失，则不影响其弹性恢
6、复。（3 3）无冷流现象）无冷流现象 冷流冷流是指使用过程中出现的分子链间的相对是指使用过程中出现的分子链间的相对滑动。因为冷流的结果，会使橡胶在负荷下发滑动。因为冷流的结果，会使橡胶在负荷下发生永久变形，去负荷后不能恢复原形。因此橡生永久变形，去负荷后不能恢复原形。因此橡胶的大分子链必须交联形成网状结构。胶的大分子链必须交联形成网状结构。（1 1）弹性和强度）弹性和强度橡胶材料的主要性能指标橡胶材料的主要性能指标u分子链柔性越大，橡胶的弹性越好；分子链柔性越大，橡胶的弹性越好；u分子量越高，弹性和强度越大；分子量越高，弹性和强度越大；u交联结构提高了橡胶的弹性和强度，但交联度交联结构提高了橡
7、胶的弹性和强度，但交联度过大，交联链间分子量过小，会使强度提高，过大，交联链间分子量过小，会使强度提高，弹性下降；弹性下降；u结晶结构提高强度，非结晶结构具有弹性，结晶结构提高强度，非结晶结构具有弹性，理理想的橡胶想的橡胶结构在结构在室温下是非晶态室温下是非晶态的，而拉伸时，的，而拉伸时，由于取向形成微晶，利于强度的提高。由于取向形成微晶，利于强度的提高。（2 2）耐热性和耐老化性）耐热性和耐老化性 橡胶的耐热性主要和橡胶的耐热性主要和分子主链上的化学键的分子主链上的化学键的键能有关键能有关，含有，含有C-CC-C键、键、C-OC-O键、键、Si-OSi-O键、键、C-FC-F键的橡胶具有良好
8、的耐热性。键的橡胶具有良好的耐热性。橡胶中橡胶中弱键的存在会引起老化弱键的存在会引起老化，特别是降解，特别是降解反应，这降低了耐热性以及其它性能。选择键能反应，这降低了耐热性以及其它性能。选择键能较大、饱和性橡胶就具有较好的耐热、耐氧化老较大、饱和性橡胶就具有较好的耐热、耐氧化老化性能。化性能。（3 3）耐寒性）耐寒性 当温度低于玻璃化温度，或者由于结晶，都当温度低于玻璃化温度，或者由于结晶，都会导致橡胶失去弹性，因此会导致橡胶失去弹性，因此降低玻璃化温度或避降低玻璃化温度或避免结晶免结晶，可以提高橡胶材料的耐寒性。，可以提高橡胶材料的耐寒性。降低降低TgTg的方法：的方法：降低分子链的刚性降
9、低分子链的刚性，也就是提高分子链的柔顺性，是最，也就是提高分子链的柔顺性，是最具有决定性作用的因素；具有决定性作用的因素；减少分子链间的作用减少分子链间的作用，一般讲分子结构中存在有极性基，一般讲分子结构中存在有极性基团或能形成链间氢键的基团，团或能形成链间氢键的基团，TgTg就相对高一些；就相对高一些；提高分子的对称性提高分子的对称性有利于有利于TgTg的降低，而破坏分子链的规的降低，而破坏分子链的规整度，如无规共聚、支化、交联等可以避免结晶；整度，如无规共聚、支化、交联等可以避免结晶；溶剂和增塑剂的存在溶剂和增塑剂的存在会使会使TgTg降低。降低。（4 4）化学反应性）化学反应性要求足够的
10、要求足够的活性活性，以便于交联；，以便于交联；要求在使用过程中要求在使用过程中活性比较低活性比较低，不发生化学，不发生化学反应，提高产品的稳定性。反应，提高产品的稳定性。橡胶是以生胶为主要成分，添加各种配合剂和增橡胶是以生胶为主要成分，添加各种配合剂和增强材料制成的。强材料制成的。五、橡胶的组分五、橡胶的组分1.1.生生 胶胶 生胶是指无配合剂、未经硫化的橡胶。按原生胶是指无配合剂、未经硫化的橡胶。按原料来源有天然橡胶和合成橡胶。料来源有天然橡胶和合成橡胶。用来改善橡胶的某些性能。常用配合剂有硫化用来改善橡胶的某些性能。常用配合剂有硫化剂、硫化促进剂、活化剂、填充剂、增塑剂、防老剂、硫化促进剂
11、、活化剂、填充剂、增塑剂、防老化剂、着色剂等。化剂、着色剂等。硫化剂硫化剂:用来使生胶的结构由用来使生胶的结构由线型线型转变为转变为交联交联体型体型结构，从而具有一定结构，从而具有一定强度、韧性、高弹性。强度、韧性、高弹性。常用硫化剂有硫磺和含硫化合物，有机过氧化常用硫化剂有硫磺和含硫化合物，有机过氧化物，胺类化合物、树脂类化合物、金属氧化物等。物，胺类化合物、树脂类化合物、金属氧化物等。2.2.配合剂配合剂 活化剂活化剂：用来提高促进剂的作用。用来提高促进剂的作用。常用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。常用活化剂有氧化锌、氧化镁、硬酯酸等。硫化促进剂硫化促进剂:缩短硫化时间，降低硫化温度，缩
12、短硫化时间，降低硫化温度，改善橡胶性能。改善橡胶性能。常用促进剂有二硫化氨基甲酸盐、黄原酸盐类、常用促进剂有二硫化氨基甲酸盐、黄原酸盐类、噻唑类、硫脲类和部分醛类及醛胺类等有机物。噻唑类、硫脲类和部分醛类及醛胺类等有机物。填充剂填充剂：用来提高橡胶的强度、改善工艺性用来提高橡胶的强度、改善工艺性能和降低成本。能和降低成本。用于提高性能的填充剂称为补强剂，如炭黑、用于提高性能的填充剂称为补强剂，如炭黑、二氧化硅、氧化锌、氧化镁等；另外还有用于降二氧化硅、氧化锌、氧化镁等；另外还有用于降低成本的填充剂，如滑石粉、硫酸钡等。低成本的填充剂，如滑石粉、硫酸钡等。增塑剂增塑剂：用来增加橡胶的塑性和柔韧性
13、。用来增加橡胶的塑性和柔韧性。常用增塑剂有石油系列、煤油系列和松焦油系常用增塑剂有石油系列、煤油系列和松焦油系列增塑剂。列增塑剂。防老剂防老剂：用来防止或延缓橡胶老化。用来防止或延缓橡胶老化。主要有石蜡、胺类和酚类防老剂。主要有石蜡、胺类和酚类防老剂。合成橡胶合成橡胶通用橡胶通用橡胶特种橡胶特种橡胶其它橡胶其它橡胶乙丙橡胶乙丙橡胶丁基橡胶丁基橡胶丁苯橡胶丁苯橡胶顺丁橡胶顺丁橡胶异戊橡胶异戊橡胶氯丁橡胶氯丁橡胶聚氨酯橡胶聚氨酯橡胶聚硫橡胶聚硫橡胶氯醚橡胶氯醚橡胶 聚丙烯酸酯橡胶聚丙烯酸酯橡胶氟橡胶氟橡胶硅橡胶硅橡胶热塑性弹性体热塑性弹性体合成胶乳合成胶乳粉末橡胶粉末橡胶液体橡胶液体橡胶丁腈橡胶丁
14、腈橡胶六、主要合成橡胶的种类六、主要合成橡胶的种类5.2 5.2 通用橡胶通用橡胶 天然橡胶是一种从天然植物中采集出来的高天然橡胶是一种从天然植物中采集出来的高弹性材料。弹性材料。最有经济价值的含橡胶成分的植物主要包括：最有经济价值的含橡胶成分的植物主要包括：三叶橡胶树（巴西橡胶）、杜仲树（古塔波胶或三叶橡胶树（巴西橡胶）、杜仲树（古塔波胶或马来树胶）、橡胶草等。马来树胶）、橡胶草等。三叶橡胶树的三叶橡胶树的产胶量最大产胶量最大、质量最好质量最好、采集采集最容易最容易，工业上应用的天然橡胶的主要来源是三，工业上应用的天然橡胶的主要来源是三叶橡胶。叶橡胶。一、天然橡胶一、天然橡胶 （Natura
15、l Rubber,NR）（1）通用天然橡胶）通用天然橡胶 新鲜胶乳新鲜胶乳 酸凝固酸凝固 压片压片 生胶片生胶片 烟熏干燥烟熏干燥 热空气干燥热空气干燥 烟片胶烟片胶（棕黄色）（棕黄色）风干胶片风干胶片 （浅色）（浅色）干燥干燥烟片胶和风干胶片烟片胶和风干胶片绉片胶绉片胶 新鲜胶乳新鲜胶乳 酸凝固酸凝固 压片压片 白色绉片白色绉片 干燥干燥 漂白漂白 胶块、胶线胶块、胶线或白绉片的或白绉片的 碎屑等杂交碎屑等杂交原料原料 洗涤洗涤 压绉压绉 表面有皱表面有皱纹的褐色纹的褐色绉片绉片 干燥干燥 浸泡浸泡 颗粒胶颗粒胶 用新鲜胶乳经酸凝固后，压绉的胶片通过机械用新鲜胶乳经酸凝固后，压绉的胶片通过机
16、械造粒制成小颗粒或胶乳，通过化学处理直接制成小造粒制成小颗粒或胶乳，通过化学处理直接制成小颗粒，然后利用热空气快速干燥制成颗粒，然后利用热空气快速干燥制成1-5mm1-5mm的颗粒。的颗粒。由于生产周期短，成品质量易于控制，目前产量已由于生产周期短，成品质量易于控制，目前产量已超过前两种。超过前两种。（2）特种固体天然橡胶）特种固体天然橡胶（3）改性天然橡胶）改性天然橡胶 指采用特种方法加工，使天然胶具有特殊的指采用特种方法加工，使天然胶具有特殊的操作性能或理化性能。包括易操作橡胶、纯化天操作性能或理化性能。包括易操作橡胶、纯化天然橡胶、胶清橡胶、粉末橡胶等。然橡胶、胶清橡胶、粉末橡胶等。或改
17、变原来天然橡胶的物理和化学结构，或进或改变原来天然橡胶的物理和化学结构，或进行化学改性，使其具有不同于天然橡胶的操作性能行化学改性，使其具有不同于天然橡胶的操作性能和用途。此类橡胶有难结晶橡胶、接枝天然橡胶、和用途。此类橡胶有难结晶橡胶、接枝天然橡胶、热塑天然橡胶。热塑天然橡胶。（1）天然橡胶的组成）天然橡胶的组成（2）天然橡胶的结构）天然橡胶的结构品种品种橡胶烃橡胶烃丙酮抽取物丙酮抽取物 蛋白质蛋白质灰分灰分水分水分天然胶乳天然胶乳308011.31.620.30.55564烟片胶烟片胶91961.53.52.23.50.20.90.31.0CH2 C=CHCH2CH3n天然橡胶的物理常数天
18、然橡胶的物理常数（1 1）较高的机械强度；）较高的机械强度；（2 2）无一定熔点，加热到）无一定熔点，加热到130140130140完全软化，完全软化，200200左右开始分解；左右开始分解；（3 3）高弹性；）高弹性；（4 4）加工性能好，易于同填料及配合剂混合，并）加工性能好，易于同填料及配合剂混合，并 可与多数合成橡胶并用；可与多数合成橡胶并用；（5 5）在存放过程中增硬，低温存放时容易结晶；）在存放过程中增硬，低温存放时容易结晶；（6 6）为非极性，在非极性溶剂中容易膨胀，故耐）为非极性，在非极性溶剂中容易膨胀，故耐 油、耐溶剂性差；油、耐溶剂性差；（7 7）含大量的不饱和双键，化学活
19、性高，易于交）含大量的不饱和双键，化学活性高，易于交 联和氧化，耐老化性差。联和氧化，耐老化性差。天然橡胶大量用于制造各类轮胎、各种工业橡天然橡胶大量用于制造各类轮胎、各种工业橡胶制品（如胶管、胶带等）、日常用品（如胶鞋、胶制品（如胶管、胶带等）、日常用品（如胶鞋、雨衣、医疗卫生用品）。雨衣、医疗卫生用品）。二、丁苯橡胶二、丁苯橡胶 （SBR,Styrene-Butaeliene-Rubber）CH2CHCHCH2pCH2CHmCH2CH=CHCH2n=丁苯橡胶（丁苯橡胶（SBRSBR）是以丁二烯和苯乙烯为单）是以丁二烯和苯乙烯为单体共聚反应得到的弹性共聚体，已经成为目前世体共聚反应得到的弹性
20、共聚体，已经成为目前世界上产量最大的橡胶。界上产量最大的橡胶。（）乳聚高温丁苯橡胶（）乳聚高温丁苯橡胶（SBRSBR）直到直到19501950年，乳聚丁苯橡胶主要采用水溶性引年，乳聚丁苯橡胶主要采用水溶性引发剂（如过硫酸钾），在以脂肪酸皂为乳化剂的乳发剂（如过硫酸钾），在以脂肪酸皂为乳化剂的乳液体系中进行游离基聚合，采用硫酸调节分子量，液体系中进行游离基聚合，采用硫酸调节分子量，聚合温度为聚合温度为5050，单体转化率约，单体转化率约7272。（2 2）乳聚低温丁苯橡胶（）乳聚低温丁苯橡胶（SBRSBR）采用氧化采用氧化-还原引发体系，还原剂是硫酸亚还原引发体系，还原剂是硫酸亚铁和甲醛合次硫酸
21、氢钠，氧化剂是过氧化氢对孟铁和甲醛合次硫酸氢钠，氧化剂是过氧化氢对孟烷，烷，聚合温度约聚合温度约5858，单体转化率约，单体转化率约6060。凝聚前，填充油或炭黑亦或同时填充油和炭凝聚前，填充油或炭黑亦或同时填充油和炭黑所制得的橡胶，分别称充油丁苯橡胶、丁苯橡黑所制得的橡胶，分别称充油丁苯橡胶、丁苯橡胶炭黑母炼胶（湿法者又称丁苯橡胶炭黑共沉胶）胶炭黑母炼胶（湿法者又称丁苯橡胶炭黑共沉胶）和充油丁苯橡胶炭黑母炼胶。和充油丁苯橡胶炭黑母炼胶。（3 3）溶聚丁苯橡胶（）溶聚丁苯橡胶（SBRSBR）溶聚丁苯橡胶采用阴离子型（如丁基锂）催溶聚丁苯橡胶采用阴离子型（如丁基锂）催化剂，使丁二烯与苯乙烯进行溶
22、液聚合。化剂，使丁二烯与苯乙烯进行溶液聚合。根据聚合条件和所用催化剂的不同，可以分根据聚合条件和所用催化剂的不同，可以分为无规型、嵌段型和星型。为无规型、嵌段型和星型。无规型溶聚丁苯橡胶类似于乳聚丁苯橡胶，无规型溶聚丁苯橡胶类似于乳聚丁苯橡胶，嵌段型和星型溶聚丁苯橡胶具有热塑性。嵌段型和星型溶聚丁苯橡胶具有热塑性。优点优点：丁苯橡胶的耐磨性、耐热性、耐油性、耐丁苯橡胶的耐磨性、耐热性、耐油性、耐老化性、耐水性和气密性均优于天然橡胶。硫化老化性、耐水性和气密性均优于天然橡胶。硫化时不容易烧焦和过硫，与天然橡胶、顺丁橡胶的时不容易烧焦和过硫，与天然橡胶、顺丁橡胶的混容性好。混容性好。缺点缺点：硫化
23、速度慢，粘合性、耐寒性、耐撕裂性、硫化速度慢，粘合性、耐寒性、耐撕裂性、弹性比天然橡胶差，但是可以通过与天然橡胶的弹性比天然橡胶差，但是可以通过与天然橡胶的并用或调整配方得到改善。并用或调整配方得到改善。乳聚丁苯橡胶可与天然橡胶、顺丁橡胶混乳聚丁苯橡胶可与天然橡胶、顺丁橡胶混用，适用于制作各种轮胎、胶管、胶带、胶鞋、用，适用于制作各种轮胎、胶管、胶带、胶鞋、电线电缆和橡胶制品。电线电缆和橡胶制品。溶聚丁苯橡胶特别适用于轮胎、耐热运输溶聚丁苯橡胶特别适用于轮胎、耐热运输带、皮带、刮水板、窗框密封和散热器软管、带、皮带、刮水板、窗框密封和散热器软管、日常用橡胶制品等。日常用橡胶制品等。三、顺丁橡胶
24、（三、顺丁橡胶（BRBR，ButaelieneButaeliene Rubber Rubber）-CH2-CH=CH-CH2n-是由丁二烯聚合而成的顺式结构是由丁二烯聚合而成的顺式结构橡胶橡胶。顺丁橡胶的顺丁橡胶的弹性高弹性高，是橡胶中弹性最高的。，是橡胶中弹性最高的。顺丁橡胶的玻璃化温度顺丁橡胶的玻璃化温度TgTg=-105=-105，故，故耐低耐低温性能好温性能好，耐寒温度低于，耐寒温度低于-55-55。耐热性与天然橡胶相同，都为耐热性与天然橡胶相同，都为120120，但耐热，但耐热老化性能却优于天然橡胶。老化性能却优于天然橡胶。拉伸强度拉伸强度比天然橡胶、丁苯橡胶都比天然橡胶、丁苯橡胶都
25、低低，因此，因此必须加入炭黑等补强剂。必须加入炭黑等补强剂。撕裂强度撕裂强度也比天然橡胶也比天然橡胶低低，抗湿滑性能不好抗湿滑性能不好，用于轮胎胎面、鞋底时，用于轮胎胎面、鞋底时，在湿路上易打滑。在湿路上易打滑。顺丁橡胶的顺丁橡胶的耐磨性优异耐磨性优异，滞后损失小，生热，滞后损失小，生热低，低，耐屈挠龟裂性能好耐屈挠龟裂性能好，这对制品在多次变形下，这对制品在多次变形下的生热和永久变形的降低都十分有利。的生热和永久变形的降低都十分有利。顺丁橡胶主要用于制造轮胎，还可用于制造顺丁橡胶主要用于制造轮胎，还可用于制造耐磨制品（如胶鞋、胶辊）、耐寒制品和防震制耐磨制品（如胶鞋、胶辊）、耐寒制品和防震制
26、品，可作为塑料的改性剂。品，可作为塑料的改性剂。u顺丁橡胶可与多种橡胶并用。制造乘用汽车轮胎时，可顺丁橡胶可与多种橡胶并用。制造乘用汽车轮胎时，可与丁苯橡胶并用，并用量为与丁苯橡胶并用，并用量为35%-50%35%-50%。u制造载重汽车轮胎胎面时，常与天然橡胶并用，并用量制造载重汽车轮胎胎面时，常与天然橡胶并用，并用量为为25%-50%25%-50%。u用于重型越野汽车轮胎胎面时，天然橡胶用于重型越野汽车轮胎胎面时，天然橡胶7575份，顺丁橡份，顺丁橡胶胶2525份较好。份较好。u用于胶布时，一般与丁苯橡胶并用，并用量为用于胶布时，一般与丁苯橡胶并用，并用量为15%-30%15%-30%。u
27、用于制造轮胎胎侧时可与氯丁橡胶并用，以提高耐低温用于制造轮胎胎侧时可与氯丁橡胶并用，以提高耐低温性能。顺丁橡胶也可与氯磺化聚乙烯并用。性能。顺丁橡胶也可与氯磺化聚乙烯并用。四、异戊橡胶（四、异戊橡胶（IR,Isoprene Rubber）CH2 C=CHCH2 CH2 C=CHCH2CH3CH3n 异戊橡胶是顺式异戊橡胶是顺式1 1，4-4-聚异戊橡胶的简称，聚异戊橡胶的简称，是由异戊二烯单体在定向催化剂的作用下，经溶是由异戊二烯单体在定向催化剂的作用下，经溶液聚合方法制得的弹性体均聚物。由于其分子结液聚合方法制得的弹性体均聚物。由于其分子结构和性能与天然橡胶（构和性能与天然橡胶（NRNR）十
28、分相似，故有）十分相似，故有“合合成天然橡胶成天然橡胶”之称。之称。异戊橡胶是综合性能最好的通用的合成橡胶异戊橡胶是综合性能最好的通用的合成橡胶,具有优良的弹性、耐磨性、耐热性和抗撕裂及低具有优良的弹性、耐磨性、耐热性和抗撕裂及低温曲挠性。温曲挠性。与天然橡胶比，又具有生热小、抗龟裂的特与天然橡胶比，又具有生热小、抗龟裂的特点，且吸水性小、电性能及耐老化性能好。点，且吸水性小、电性能及耐老化性能好。缺点是硫化速度比天然橡胶慢，炼胶时容易缺点是硫化速度比天然橡胶慢，炼胶时容易粘辊，成型粘度大，价格高。粘辊，成型粘度大，价格高。合成聚异戊二烯橡胶能与所有二烯类橡胶很合成聚异戊二烯橡胶能与所有二烯类
29、橡胶很好共混。好共混。异戊橡胶广泛用于制造轮胎和其它工业橡胶异戊橡胶广泛用于制造轮胎和其它工业橡胶制品，可用于生产胶管、胶带、胶鞋等众多橡胶制品，可用于生产胶管、胶带、胶鞋等众多橡胶加工领域。异戊橡胶是合成橡胶中结合性能最好加工领域。异戊橡胶是合成橡胶中结合性能最好的一个胶种。产量位于合成橡胶的第三位。的一个胶种。产量位于合成橡胶的第三位。异戊橡胶有两种主要品种，一是异戊橡胶有两种主要品种，一是充油异戊橡充油异戊橡胶胶，成本低，流动性好，适用于复杂的模型制品；，成本低，流动性好，适用于复杂的模型制品；另一种是另一种是反式异戊橡胶反式异戊橡胶，也称为合成的巴拉塔橡，也称为合成的巴拉塔橡胶，常温下
30、是结晶状态，具有高的拉伸强度和硬胶，常温下是结晶状态，具有高的拉伸强度和硬度，可以制作高尔夫球皮层，做海底电缆、电线、度，可以制作高尔夫球皮层，做海底电缆、电线、医用夹板等。医用夹板等。五、氯丁橡胶（五、氯丁橡胶（CR,Chloroprene Rubber）CH2 C=CHCH2Cln 氯丁橡胶是氯丁橡胶是2-2-氯氯-1-1，3-3-丁二烯聚合而成的一丁二烯聚合而成的一种高分子弹性体。种高分子弹性体。按照外观形态分为按照外观形态分为 按照制造工艺采用的按照制造工艺采用的分子量调节剂分为分子量调节剂分为按照用途可分为按照用途可分为硫磺调节型硫磺调节型非硫磺调节型非硫磺调节型混合调节型混合调节型
31、干胶干胶胶乳胶乳液体胶液体胶通用型通用型专用型专用型u氯丁橡胶的氯丁橡胶的综合性能比较好综合性能比较好，优良的物理机械，优良的物理机械性能、拉伸强度和天然橡胶相似；性能、拉伸强度和天然橡胶相似；u由于氯丁橡胶分子链由于氯丁橡胶分子链含有极性氯原子基团含有极性氯原子基团，能，能够保护双链使活性减弱，使聚合物对非极性物质够保护双链使活性减弱，使聚合物对非极性物质有很大的稳定性，因此有很大的稳定性，因此氯丁橡胶在氯丁橡胶在耐光、耐热、耐光、耐热、耐老化、耐油、耐化学腐蚀性优于天然橡胶耐老化、耐油、耐化学腐蚀性优于天然橡胶，尤，尤其是其是耐燃性耐燃性更为突出，是更为突出，是通用橡胶中最好通用橡胶中最好
32、的；的；u另外氯丁橡胶是另外氯丁橡胶是结晶橡胶结晶橡胶，有，有自补强性自补强性、生胶、生胶强度高、良好的粘着性、耐水性、气密性。强度高、良好的粘着性、耐水性、气密性。u缺点缺点是是电绝缘性差、耐寒性能差、容易早期硫电绝缘性差、耐寒性能差、容易早期硫化及储存期短化及储存期短。主要制作电缆护套、耐油胶管、胶板、运输主要制作电缆护套、耐油胶管、胶板、运输带、胶皮水坝、各种密封圈垫以及化工设备防腐带、胶皮水坝、各种密封圈垫以及化工设备防腐衬里、鞋类胶黏剂等。衬里、鞋类胶黏剂等。六、乙丙橡胶六、乙丙橡胶 （EPR,Ethylene-Propylene Rubber)乙丙橡胶主要是以乙烯、丙烯两种单体共聚
33、乙丙橡胶主要是以乙烯、丙烯两种单体共聚的二元乙丙橡胶（的二元乙丙橡胶（EPMEPM）和乙烯、丙烯及少量非）和乙烯、丙烯及少量非共轭双烯为单体共聚的三元乙丙橡胶（共轭双烯为单体共聚的三元乙丙橡胶（EPDMEPDM）。）。乙丙橡胶是以乙烯和丙烯为单体，在奇格勒乙丙橡胶是以乙烯和丙烯为单体，在奇格勒-纳纳塔催化剂存在下，采用溶液聚合法制得的高分子弹塔催化剂存在下，采用溶液聚合法制得的高分子弹性体。性体。CH2 CH 2 CH2CHxyCH3 乙丙橡胶基本上是一种饱和橡胶。乙丙橡胶基本上是一种饱和橡胶。优点优点：其其耐老化性能耐老化性能是通用橡胶中是是通用橡胶中是最好最好的一种。其具有的一种。其具有突
34、出突出的耐臭氧性能的耐臭氧性能，优于耐老化而著称的丁基橡胶；，优于耐老化而著称的丁基橡胶；耐热性好耐热性好，可在，可在120120下长期使用；下长期使用；具有具有较高的弹性和低温性能较高的弹性和低温性能，仅次于天然橡胶和顺丁橡胶，仅次于天然橡胶和顺丁橡胶，最低使用温度最低使用温度-50-50以下；以下；具有非常具有非常好的电绝缘性和耐电焊性好的电绝缘性和耐电焊性；耐化学腐蚀性好耐化学腐蚀性好，对酸、碱和极性溶剂有较大的抗耐性；，对酸、碱和极性溶剂有较大的抗耐性；较好的耐蒸气性、低密度较好的耐蒸气性、低密度（所有橡胶中最低的）和（所有橡胶中最低的）和高的填高的填充性充性。缺点缺点：硫化速度慢：硫
35、化速度慢、不易与不饱和橡胶并用不易与不饱和橡胶并用，自粘性和互粘性自粘性和互粘性差差，耐燃性耐燃性、耐油性耐油性、气密性差气密性差。乙丙橡胶的用途十分广泛，可以作为轮胎胎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，耐酸碱线、电缆包皮及高压、超高压绝缘材料，耐酸碱介质的罐衬里材料，还可制造胶鞋、卫生用品等介质的罐衬里材料，还可制造胶鞋、卫生用品等浅色制品。浅色制品。七、丁基橡胶（七、丁基橡胶（IIR）CH2 C CH2C=CHCH2xyCH3CH3CH3 丁基橡胶是异丁烯和少量异戊二
36、烯的共聚物。丁基橡胶是异丁烯和少量异戊二烯的共聚物。外观为白色或暗灰色透明弹性体。外观为白色或暗灰色透明弹性体。为了提高硫化速度，必然要提高它的活性；为了提高硫化速度，必然要提高它的活性；另外为了提高它的自粘性和相容性，也必然要引另外为了提高它的自粘性和相容性，也必然要引入极性基团。所以用丁基橡胶的卤化来改性，可入极性基团。所以用丁基橡胶的卤化来改性，可得氯化丁基橡胶（得氯化丁基橡胶（CIIRCIIR）、溴化丁基橡胶）、溴化丁基橡胶（BrIRBrIR）。）。优点优点：丁基橡胶分子链中侧甲基的密集排列限制了丁基橡胶分子链中侧甲基的密集排列限制了聚合物分子的热运动，聚合物分子的热运动，丁基橡胶是橡
37、胶中丁基橡胶是橡胶中气密性最气密性最好好的；的；耐热性、耐候性和耐臭氧老化性也很突出耐热性、耐候性和耐臭氧老化性也很突出，最，最高使用温度为高使用温度为200200，能长期暴露于阳光和空气中，能长期暴露于阳光和空气中而不易损坏；而不易损坏；很好的抗臭氧性能很好的抗臭氧性能，是天然橡胶、丁苯橡胶的，是天然橡胶、丁苯橡胶的1010倍；倍；耐化学性好，耐水性能优异，减震性好耐化学性好，耐水性能优异，减震性好。缺点缺点：硫化速度慢：硫化速度慢，与其他橡胶相容性差与其他橡胶相容性差，难以并，难以并用，用，卤化丁基橡胶有所改善。卤化丁基橡胶有所改善。通用型丁基橡胶主要用于制造轮胎内胎、通用型丁基橡胶主要用
38、于制造轮胎内胎、硫化水胎和胶囊、耐热胶管、输送带、减震抗硫化水胎和胶囊、耐热胶管、输送带、减震抗震材料、电线电缆。震材料、电线电缆。不含防老剂的品种可用于医用瓶塞、球胆不含防老剂的品种可用于医用瓶塞、球胆和口香糖胶料。和口香糖胶料。卤化丁基橡胶比较适合制作无内胎轮胎的卤化丁基橡胶比较适合制作无内胎轮胎的密封层、耐热软管、运输带、耐热内胎、贮槽密封层、耐热软管、运输带、耐热内胎、贮槽防腐内衬和胶黏剂等。防腐内衬和胶黏剂等。八、丁腈橡胶八、丁腈橡胶 （NBR,Nitrile-Butadiene Rubber）CH2CHCNxCH2CH=CHCH2 y 由由丁二烯丁二烯与与丙烯腈丙烯腈共聚而制得的一
39、种共聚而制得的一种合成橡合成橡胶胶，简称，简称NBRNBR 。名称名称丙烯腈含量丙烯腈含量/%极高腈型极高腈型4250高腈型高腈型3641中高腈型中高腈型3135中腈型中腈型2530低腈型低腈型1824按照丁腈橡胶中丙烯腈含量按照丁腈橡胶中丙烯腈含量()u耐油性、耐非极性溶剂性能好耐油性、耐非极性溶剂性能好。丙烯腈含量越多，。丙烯腈含量越多，耐油性越好耐油性越好,同时耐热性和气密性也有所提高，但同时耐热性和气密性也有所提高，但耐寒性则相应下降。耐寒性则相应下降。u丁腈橡胶的丁腈橡胶的耐热性能优耐热性能优于天然橡胶、丁苯橡胶、于天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶，可在氯丁橡胶，可在120120的空气中
40、或在的空气中或在150150的油中长的油中长期使用。期使用。u还具有还具有良好的耐水性、气密性良好的耐水性、气密性（仅次于丁基橡胶）（仅次于丁基橡胶）及及优良的粘结性能优良的粘结性能。u丁腈橡胶由于含有易被电场极化的氰基，因而降丁腈橡胶由于含有易被电场极化的氰基，因而降低了介电性能，低了介电性能，属于半导体橡胶属于半导体橡胶。广泛用于制作各种耐油、耐溶剂的橡胶制品、广泛用于制作各种耐油、耐溶剂的橡胶制品、多种耐油垫圈、垫片、套管、软包装、软胶管、印多种耐油垫圈、垫片、套管、软包装、软胶管、印染胶辊、电缆胶材料等，在汽车、航空、石油、复染胶辊、电缆胶材料等，在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必
41、不可少的弹性材料。印等行业中成为必不可少的弹性材料。各种各种橡胶橡胶的允许使用的允许使用温度温度橡胶橡胶名称名称使用使用温度温度界限界限/最高使用最高使用温度温度/脆化脆化温度温度/低温使用低温使用界限界限/耐燃性耐燃性天然天然橡胶橡胶丁苯丁苯橡胶橡胶丁基丁基橡胶橡胶氯丁氯丁橡胶橡胶丁腈丁腈橡胶橡胶130140160170708080100200 120150100120-67-73-52-79-40-26-70-66-70-32-42-32-42差差差差差差良良差差5.5.3 3 特种橡胶特种橡胶 特种橡胶指具有特殊性能，可满足特种橡胶指具有特殊性能，可满足耐热、耐耐热、耐寒、耐油、耐溶剂、
42、耐化学腐蚀、耐辐射寒、耐油、耐溶剂、耐化学腐蚀、耐辐射等特殊等特殊使用要求的橡胶。使用要求的橡胶。一、概述一、概述 是由环状的是由环状的有机硅氧烷开环聚合有机硅氧烷开环聚合或以不同的或以不同的硅氧烷进行共聚制得的弹性共聚物。硅氧烷进行共聚制得的弹性共聚物。硅橡胶通常是一些线型聚硅氧烷，分子量又硅橡胶通常是一些线型聚硅氧烷，分子量又足够大，大到足够大，大到1515万以上。在室温下，未经硫化的万以上。在室温下，未经硫化的生胶大多数有一定的粘流性，硫化后变成具有网生胶大多数有一定的粘流性，硫化后变成具有网状或梯状结构的弹性体。状或梯状结构的弹性体。分子链兼有分子链兼有无机无机和和有机有机性质的高分子
43、弹性体。性质的高分子弹性体。1.1.结构特征结构特征 SiO|R SiO|R2R1Rmn R、R1、R2 为甲基、乙烯基、氟基、苯基等为甲基、乙烯基、氟基、苯基等有机集团。有机集团。l 分子主链由分子主链由SiSi原子和原子和O O原子交替组成；原子交替组成；l 主链高度饱和，主链高度饱和，Si-O Si-O 键能比键能比C-CC-C大的多；大的多；l Si-OSi-O柔顺性好，分子间作用力较弱；柔顺性好，分子间作用力较弱；l 属于一种半无机的饱和、杂链、非极性弹性体。属于一种半无机的饱和、杂链、非极性弹性体。2.2.性性 能能l通用型硅橡胶具有通用型硅橡胶具有优异的耐高、低温性能优异的耐高、
44、低温性能，在所，在所有的橡胶中具有最宽广的工作温度范围（有的橡胶中具有最宽广的工作温度范围（-100-100350350）l极好的疏水性，使之具有极好的疏水性，使之具有优良的电绝缘性能优良的电绝缘性能、耐、耐电焊性、耐电弧性；电焊性、耐电弧性；l低的表面张力和表面能，使之具有低的表面张力和表面能，使之具有优良的生理惰优良的生理惰性以及高透气性性以及高透气性；l硅橡胶硅橡胶不耐酸碱不耐酸碱、遇酸或碱发生结聚；、遇酸或碱发生结聚；l硅橡胶的生胶强度很低，必须用增强剂增强。硅橡胶的生胶强度很低，必须用增强剂增强。高温硫化硅橡胶高温硫化硅橡胶按化学组成分为二甲基硅橡胶二甲基硅橡胶甲基乙烯基硅橡胶甲基乙
45、烯基硅橡胶 甲基苯基乙烯基硅橡胶甲基苯基乙烯基硅橡胶氟硅橡胶氟硅橡胶亚苯基硅橡胶亚苯基硅橡胶腈基硅橡胶腈基硅橡胶室温硫化硅橡胶室温硫化硅橡胶硫化机理 硅橡胶硅橡胶加成型硅橡胶加成型硅橡胶缩合型硅橡胶缩合型硅橡胶3.3.分类分类二、高温硫化硅橡胶（二、高温硫化硅橡胶（HTVHTV）1.1.定义定义 高温硫化硅橡胶高温硫化硅橡胶是高分子量（是高分子量（分子量一般为分子量一般为40408080万万）的）的聚有机硅氧烷聚有机硅氧烷（即生胶）加入（即生胶）加入补强剂和补强剂和各种添加剂各种添加剂，采用有机过氧化物为硫化剂，经，采用有机过氧化物为硫化剂，经加压加压成型成型（模压、挤压、压延）或注射成型，并
46、在高温（模压、挤压、压延）或注射成型，并在高温下交联成高温硫化硅橡胶，一般简称为硅橡胶。下交联成高温硫化硅橡胶，一般简称为硅橡胶。2.制备制备 高温硫化硅橡胶的硫化一般分为两个阶段高温硫化硅橡胶的硫化一般分为两个阶段进行：进行：u第一阶段：第一阶段：将硅生胶、补强剂、添加剂、硫化将硅生胶、补强剂、添加剂、硫化剂和结构控制剂进行混炼，然后将混炼料在金属剂和结构控制剂进行混炼，然后将混炼料在金属模具中加压加热成型和硫化，其压力为模具中加压加热成型和硫化，其压力为5MPa5MPa左右，左右，温度为温度为120120130130，时间为，时间为10103030分钟；分钟；u第二阶段第二阶段：将其从模具
47、中取出后，放入烘箱内，：将其从模具中取出后，放入烘箱内，于于200200250250下烘下烘2424小时，使其进一步硫化，同小时，使其进一步硫化，同时使有机过氧化物分解挥发。时使有机过氧化物分解挥发。3.3.分类分类按照性能和用途分为按照性能和用途分为通用型通用型高温型高温型低压缩永久变形型低压缩永久变形型低收缩型低收缩型耐溶剂型耐溶剂型阻燃型阻燃型 也可以根据侧基基团的不同，划分高温硫化也可以根据侧基基团的不同，划分高温硫化硅橡胶。硅橡胶。4.4.二甲基硅橡胶二甲基硅橡胶（1 1）结构式）结构式 （CH3）3SiOSiOSi（CH3）3|CH3|CH3n 结构全同于结构全同于201201硅油
48、，只是分子量高达硅油，只是分子量高达3535万万6565万。万。（2）特性）特性（3）应用）应用 可在可在-60-60200200范围内保持良好的弹性，耐范围内保持良好的弹性，耐老化性能好，有优异的电绝缘性能以及防潮、防老化性能好，有优异的电绝缘性能以及防潮、防震和生理惰性，震和生理惰性，但由于二甲基硅橡胶硫化活性低，但由于二甲基硅橡胶硫化活性低，用于制造厚制品时，硫化困难，内层易起泡且高用于制造厚制品时，硫化困难，内层易起泡且高温压缩永久变形大温压缩永久变形大等。等。主要用于织物涂覆和制成不太厚的橡胶制品。主要用于织物涂覆和制成不太厚的橡胶制品。5.5.甲基乙烯基硅橡胶甲基乙烯基硅橡胶（1）
49、结构式）结构式 （CH3）3SiOSiOSiOSi（CH3）3|CH3|CH3mCH3|n|CH=CH2 中国的商品牌号有中国的商品牌号有110-1110-1、110-2110-2、110-3110-3，人，人们把这种橡胶俗称为们把这种橡胶俗称为HTV,HTV,又称高温硅橡胶。它在又称高温硅橡胶。它在HTVHTV中占的比重很大，广为人知。它也是所有硅橡中占的比重很大，广为人知。它也是所有硅橡胶中的主要品种。胶中的主要品种。（2）特性）特性（3）应用）应用u加工性能和物理机械性能均优于二甲基硅橡胶；加工性能和物理机械性能均优于二甲基硅橡胶；u可在可在-60-60260260范围内保持良好弹性；范
50、围内保持良好弹性；u它比二甲基硅橡胶容易硫化；它比二甲基硅橡胶容易硫化；u压缩永久变形小；压缩永久变形小；u较好的耐溶剂的膨胀性和耐高压蒸汽的稳定性；较好的耐溶剂的膨胀性和耐高压蒸汽的稳定性；u优良的耐寒性；优良的耐寒性；可以加工或改性为许多特殊用途的制品：富可以加工或改性为许多特殊用途的制品：富氧膜、耐热导电胶等，用这种胶制成医用硅橡胶、氧膜、耐热导电胶等，用这种胶制成医用硅橡胶、日用制品如奶嘴、压力锅垫等。日用制品如奶嘴、压力锅垫等。6.甲基苯基乙烯基硅橡胶甲基苯基乙烯基硅橡胶（1）结构式）结构式 （CH3）3SiOSiOSiOSiOSi（CH3）3|CH3|CH3mCH3|n|CH=CH
