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丁基橡胶的性能和应用
- 2021-06-30-

丁基橡胶的性能和应用


  在合成橡胶分类中,有一种通用橡胶,它是由异丁烯和少量异戊二烯合成的十分漂亮的无臭无味的白色弹性体。我们日常口里嚼的口香糖,还和它有关哩。它有一个不为人知的英文名,叫butyi。rubber,而在橡胶专业术语中叫IIR,是IsopreneRubber的缩写。它的开展始于对聚异丁烯的合成研讨,距今己有一百四十多年历史。而正式投入工业化消费时间,则是在笔者刚上小学一年级的上世纪四十年代,也就是二战抗日战争转入反攻阶段的1943年。Exxon公司BatonRouge率先完成了丁基橡胶范围化消费。投发市场。之后,德国,加拿大,法国,意大利等国度都相继采用"淤浆法"也就是以氯甲烷为稀释剂,再以H20-A1C13为引发体系,在低温负100摄氏度下,将异丁烯与少量异戊二烯经过阳离子共聚合制得丁基橡胶。而唯有前苏联[今俄罗斯]是釆用溶液法,也就是以烷基氯化铝与水的络合物为引发剂,在异戊烷中,于负90至负70摄氏度下,异丁烯和少量异戊二烯共聚而得丁基橡胶。溶液法消费的丁基橡胶,缺乏之处是分子链存在支化,与淤浆法工艺消费的丁基橡胶,总的性能还是有一定差距,但价钱相対廉价一些。丁基橡胶合成工艺,看起来简单,但干起来却不简单,能消费的国度不多,迄今为止,龙头老大依然是Exxon公司,简直占世界产量一半,且性能好,种类齐全。我国也于上世纪六十年代,开端以溶剂法研发丁基橡胶,并于八十年代以淤浆法研发丁基橡胶聚合工艺。现我国己有燕山石化公司消费丁基橡胶。


  丁基橡胶的性能,是由聚异丁烯主链构造及其不饱和度极低所决议。[仅为0.5%-0.33%]丁基橡胶分子链中侧甲基排列密集,限制了分子的热运动因而赋予众所周知的各种优良特性。如:透气率低,气密性好;热稳定性;;耐低温性;耐臭氧和耐老化性;耐水性;电绝缘性;抗辐射性和优良的阻尼性能。[笔者正是运用丁基橡胶后两种特殊性能,在上世纪承当研发胜利由国防科工委和九院及903厂共同下达的严重核工业防护科研项目"军工氚防护长臂手套产品",填补了我国在此范畴的空白,为核工业平安防护提供保证,并到达了同类产品的国际程度。还有近来研发胜利的装配在高端紧缩机上的高阻尼吸能阻尼制品,其在高频,中频,低频三区域效果,均到达和超越国外进口同类产品程度。]


  众所周知,随着人们对丁基橡胶开展和应用的需求,对其性能在不时改善和研发,丁基橡胶家族种类不时增加,丁基橡胶现己开发具有衍生丁基橡胶,改性丁基橡胶,,热塑性丁基弹性体,如以溶液氯化或干胶混炼氯化等法制得的氯化丁基橡胶;以溶液法和干混炼法制得的溴化丁基橡胶;以丁基橡胶经磺化制得的磺化丁基橡胶;以丁基橡胶接枝马来酸酐制得的改性丁基橡胶;以异丁烯,异戊二烯和二乙烯基苯三元共聚交联丁基橡胶;由埃克森公司开发的低粘度级[SBB40]和高粘度级[SBB50]星型支化丁基橡胶;以及星型支化溴化丁基橡胶;分子量在35000-45000的低分子量丁基橡胶;以溴化羟甲基苯酚甲醛树酯使丁基橡胶与低密度聚乙烯或高密度聚乙烯相接枝的丁基热塑弹性体;以及丁基胶系热塑性硫化胶,还有我国自行研发的长链支化轻度交联的丁基橡胶[LCB]具有不冷流,生胶強度高,加工性能好,硫化胶回弹率高等特性,合适加工模压制品。丁基橡胶正如本文上述的优良的阻尼性能,气密性,耐热性,耐酸碱,耐臭氧,耐溶剂,电绝缘,减震吸能,低吸水,使得其普遍应用于内胎,水胎,气密性产品,防水建材,减震资料,防腐鉵制品,瓶塞,桥梁支承垫,码头的船护舷,橡胶水坝,防毒面具,食品口香糖基料,特种橡胶手套和防护气衣等方面。


  笔者在半个多世纪的橡胶生活中,在选用丁基橡胶加工制品中,初期,普通只是用于内胎,加工轮胎用气囊[水胎]药用瓶塞等,而在后期,则多用于军工,如防化兵用面具,66型手套,氚防护气衣和手套,空军代偿手套,而这终身产工艺就复杂了,由于它不是用丁基干橡胶能直接加工的。而是要把丁基橡胶,以特殊工艺转化为水性

丁基乳液,制成为人造丁基胶乳,其工艺技术在上世纪五六十年代,只要一间中央国营的橡胶厂军工第六车间控制,那时是绝密的。其人造丁基胶乳的消费工艺道路是把干的丁基橡胶溶于石油醚中先制成胶糊,再加上乳化剂使橡胶分子乳化于水中,再将溶剂蒸发回收,经浓缩,只剩下水溶性丁基胶乳。正是由于此套消费人造丁基胶乳工艺,使得笔者几项科研项目得以完成。


  而在近来因市场所需高阻尼橡胶减震垫,丁基橡胶又作为首要选择胶种,特别是新近开发的高阻尼丁基橡胶HDIIR,它具有优良的阻尼减震性能,与氯化丁基橡胶并用,辅以特殊的阻尼配合剂和匹配的硫化体系,就能消费出高端阻尼橡胶制品,赶超国外同类产品己成理想,令人幸慰的是这一成果竟是在不起眼的小型民营橡胶企业完成的。


  个人以为,常规丁基橡胶的根本配合和其它胶种根本差不多,大同小异。主要体系也不外乎是硫化体系,[含硫化和促进及活性剂]补強填充体系,增塑软化体系,防老体系,还能够依据需求参加着色剂,阻尼剂,防辐射剂等。但氯化丁基橡胶能够像氯丁橡胶那样以氧化锌作为硫化剂,辅以氧化镁,硬脂酸组成硫化体系。特别指出的是由于丁基橡胶不饱和度低,其硫化要较强的硫化体系,在硫化时间和温度上都要控制好,否则会欠硫,产品不熟,性能达不到请求。丁基橡胶主要硫化办法有硫黄硫化;酚醛树酯硫化,二肟类硫化,对亚硝基化合物硫化,大部份种类丁基橡胶不能用过氧化物硫化,由于过氧化物会促使丁基橡胶降解。但也有特殊,溴化丁基橡胶也可用过氧化物硫化。笔者理论经历以为:硫黄硫化体系若配合得当,其各项综合性能指标较好,酚醛树酯硫化的丁基橡胶在耐热方面占优势。


  隨着汽车工业及工业范畴的开展需求,丁基橡胶消费量在逐年增长,产品约有80%用于消费汽车无内胎轮胎,胶管及汽车配件,其它用于減震阻尼橡胶配件,胶粘剂,填缝胶,电器绝缘产品,人造丁基胶乳,口香糖,医疗制品,密封制品,和防水卷材等,目前我国消费的丁基橡胶,无论从消费范围,产质量量的稳定性以及种类的开发力度与先进国度还有一定差距,作为运用丁基橡胶的,橡胶人殷切希望中国制造出各类种类丁基橡胶,加快研发创新步伐,与时倶进,趕上先进程度,无愧于世界橡胶大国位置。从事橡胶产品设计和制造的技术人员,都要深入去理解和学习丁基橡胶的性能,配合技巧,工艺特性和运用范围,使丁基橡胶能普遍地,更好地为建立美丽中国效劳。


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