什么是合成橡膠?
作者:訪客發布時間:2021-11-03分類:橡膠制品瀏覽:119
橡膠是一種具有彈性和多種特性的有機高分子結構材料,按其來源可分為天然橡膠和合成橡膠兩大類。
合成橡膠(簡稱SR)是人們采用化學方法人工合成的一種性能類似或超過天然橡膠的新型有機高分子彈性體。它是以石油、天然氣、煤炭或農副產品為初始原料,通過多種化學方法先制取合成橡膠的基本原料(也叫單體),再經過聚合或縮合反應以及凝聚、洗滌、脫水、干燥、成型等工序,制得具有彈性的高分子均聚物或共聚物。
合成橡膠一般分為不飽和碳鏈橡膠、飽和碳鏈橡膠、雜鏈橡膠和元素高分子橡膠等四類。合成橡膠的品種多、門類全、性能優異,應用領域十分廣泛,已成為我國工業、農業、國防軍工和高科技行業發展中不可缺少的重要材料之一。
合成橡膠的用途廣泛,可制造各種輪胎(包括汽車輪胎、飛機輪胎、自行車胎、摩托車胎等),膠帶、膠管、膠鞋、電線電纜、密封制品、織物涂層、防水建材、醫用橡膠制品、膠黏劑、乳膠制品(手套、氣球、防水衣等)、兒童玩具、日用雜品,以及多種機械、儀器零部件用配套制品等。
合成橡膠的生產工藝技術主要包括單體的合成和精制,單體聚合反應合成高聚物,聚合物的凝聚、洗滌、干燥以及橡膠改性等技術,其中核心的合成技術就是聚合反應,生產工藝就是聚合工藝。
目前,合成橡膠品種有30余個,數千種牌號。
● 獨一無二的醫用材料——硅橡膠
硅橡膠的分子主干由硅原子和氧原子組成。這種結構的橡膠特別穩定,在露天放置20年,物理機械性能也不會有多大改變。它還特別耐熱耐寒,在150℃高溫下的使用壽命可達數年,即使在300℃也能連續用上半個月,而將它冷到-120℃也仍然能保持橡膠的柔性。雖然它的機械性能不夠理想,但卻能在很寬的溫度范圍保證性能的穩定。這種極其寶貴的性質,在高分子材料中很難找到第二種。另外,雖然硅橡膠本身的強度不高,但在加入特殊的填料后,竟可神奇般地將材料的拉伸強度提高40倍。硅橡膠還有一個超群的性能,就是它的氣體透過性能在所有合成橡膠中是最好的。從醫學的觀點看,硅橡膠還有一個極其寶貴的性能,就是它與人體組織可以親密無間的相處,在人體內部,它既有很強的排水性,也不能被人體組織所同化,可以放心使用,這種現象在醫學上稱之為生理惰性。50年前,人們就注意到硅橡膠的這些特性并開始把它應用到外科手術上,于是陸續有不少患者裝上了用硅橡膠制作的指關節、假手、假耳、頜骨、人造乳房等。
● 柔軟亮麗的生活伴侶——合成膠乳
合成橡膠的膠乳產品在我們的生活中幾乎是無處不在。一本本精美的書刊,柔軟舒適的海綿襯墊,伴著兒童歡樂飄起的五彩繽紛的氣球,各種漂亮款式的地毯,精致的皮革制品等,到處都有合成膠乳的蹤影。合成橡膠膠乳的外觀有點像牛奶,它是細微的橡膠粒子分散在水中形成的乳狀液體,其中橡膠粒子的直徑一般小于1/1000毫米。天然橡膠是用從橡膠樹上割下的膠乳經過處理制成的。一個多世紀以前,人類就利用天然橡膠膠乳制取防水雨布。合成膠乳可以用于紙張加工,生產地毯、涂料、膠黏劑、海綿及薄膜等制品,所有這些都與人民的生活密切相關。膠乳處理紙張時一般是用涂布機將調和好的膠乳浸漬并涂在紙張上,然后烘干壓光。紙張處理最常用的是羧基丁苯膠乳。經膠乳處理后的紙張,韌性、光澤、防水性、耐久性、油墨吸收性及印刷質量都會顯著提高,現在的高級紙張都需要這樣的處理過程。不同膠乳的制品有不同的性能,所以要挑選合適的原料膠乳。例如耐油手套要用羧基丁腈膠乳生產,高空探測氣球最好用丁基膠乳制造,海綿襯墊要用高固體含量的丁苯膠乳制造,阻燃型地毯背襯黏合劑最好用偏氯乙烯—丁二烯膠乳生產。
● 鞋底材料的主導產品——丁苯熱塑性彈性體
中國每年生產7億雙鞋,其中絕大部分用于出口??梢哉f除了非洲大地上的赤足一族,幾乎全世界的人都穿中國人做的鞋。那么,需求巨大又要求舒適耐用的鞋底材料怎么解決呢?這就要說到丁苯熱塑性彈性體(SBS)。丁苯熱塑性彈性體(SBS)主要用于制鞋、改性瀝青、改性塑料和黏合劑等。在制鞋方面,由于SBS生產成本低、加工工藝簡單以及性能優良(包括彈性、抗濕滑性、低溫撓屈性和輕便性等),在我國已成為鞋底材料的主導產品。SBS改性瀝青可用于鋪筑路面及作為防水材料。以鋪路為例,SBS改性瀝青可避免普通瀝青在夏季高溫時路面老化、黏胎和在冬季發生低溫脆裂、疲勞開裂等問題,不但大大提高路面壽命,還大大提高乘車舒適性和安全性。我國“國門第一道”的首都機場高速公路就采用了SBS改性瀝青。SBS熱塑性彈性體的優點不少,可是缺點也很明顯:隨著溫度的升高,它的力學性能迅速變壞;另外,它容易變形,耐熱老化性能也不理想。后來又開發生產了氫化SBS,在一定程度上克服了這方面的缺點。
● 特別適用于制造各種輪胎內胎的丁基橡膠
丁基橡膠的氣密性特別好,這也是由它的大分子結構所決定的。在丁基橡膠長分子序列中排布著許多甲基,它們形成一道道屏障,阻礙著主鏈的活動性,也減少了分子內部的自由空間。正是這樣的結構也同時造成丁基橡膠的彈性較差,但卻帶給它抗震和吸收能量的特性。如果按25℃時空氣對橡膠的穿透能力計算,丁基橡膠大約只是丁苯橡膠的1/10,天然橡膠的1/25,順丁橡膠的1/100。丁基橡膠的上述特性使它特別適用于制造各種內胎。丁基橡膠制的內胎既可長期保持輪胎的氣壓,有效地保護外胎,從而延長整個輪胎的使用壽命,又有利于汽車的節油與行駛安全。另外,就我們熟悉的自行車而言,它的內胎一般是用天然橡膠制作的,每隔3~5天就得打一次氣,而用丁基橡膠制的內胎可以在兩三個月內不打氣,真是方便多了。鹵化丁基橡膠既保留了丁基橡膠的優點,又克服了它硫化比較困難、黏結性比較差以及與其他聚合物不容易共混的缺點,耐熱性能也得到了改善。鹵化丁基橡膠廣泛應用于無內胎輪胎中的內襯層,當然它的價格也比普通丁基橡膠貴了不少。使用鹵化丁基橡膠可以直接制成輪胎的內襯密封層,由于它保持了丁基橡膠的氣密性,又能和其他橡膠很好地黏附在一起,于是就不再需要汽車內胎,成為比較簡單省事的無內胎輪胎了。
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