单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,15,章,通用橡胶,通用橡胶，即通用型合成橡胶，品种较多，本章将介绍最主要的，如丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶等，讨论这些橡胶的结构特点、合成原理、应用和其改性等。,第15章 通用橡胶通用橡胶，即通用型合成橡胶，品种较多，本章,1,15.1,丁 苯 橡 胶,丁苯橡胶,（,Styrene-Butadiene Rubber,，简称,SBR,）,是由丁二烯与苯乙烯两种单体共聚而得到的弹性体，其结构式为：,是一种综合性能较好的通用型合成橡胶，也是合成橡胶中产量最大的一个品种，约占整个合成橡胶产量的,60,。,15.1 丁 苯 橡 胶丁苯橡胶（Styrene-Bu,2,1.,丁苯橡胶的发展,丁苯橡胶是最早工业化的合成橡胶之一。,1933,年德国首先用乙炔为原料制得了苯橡胶，商品名,Buna-S,；,1942,年美国以石油为原料生产丁苯橡胶，商品名,GR-S,。,上述两种丁苯橡胶，均采用,50,下乳液聚合方法合成的，故称为高温丁苯橡胶。,1945,年后，发展了氧化,-,还原引发体系的低温聚合方法；,50,年代生产了,5,下聚合的低温丁苯橡胶，性能得以改善。目前，已占整个乳液法丁苯橡胶生产量的,80%,左右。,1.丁苯橡胶的发展丁苯橡胶是最早工业化的合成橡胶之一。,3,随着离子聚合反应的不断深入研究，,60,年代初以烷基锂为引发剂的溶液聚合法丁苯橡胶开始工业化生产。,通过调节反应条件，可以合成无规、星形支化及嵌段形的几种不同结构的丁苯橡胶，供不同结构的需要，这种橡胶称为溶液丁苯橡胶。,1.,丁苯橡胶的发展,随着离子聚合反应的不断深入研究，60年代初以烷基锂为引发剂的,4,2.,丁苯橡胶的分类,2.丁苯橡胶的分类,5,15.1.2,低温丁苯橡胶的合成,1.,组分,15.1.2低温丁苯橡胶的合成 1.组分,6,2,工艺流程,2 工艺流程,7,3.1,聚丁二烯聚合过程的主要影响因素和控制,1,单体的纯度 丁二烯和苯乙烯的纯度各要求,99%,及,99.6%,以上。其中的杂质如烯、炔及过氧化合物等必须严格控制，故在聚合前须将单体提纯。,2,共聚单体的配比 丁二烯的活性比苯乙烯大，共聚物的组成会随共聚转化率的提高而不断改变。苯乙烯含量为,23.5%,的共聚物具有最佳的综合性能；共聚进料中丁二烯,/,苯乙烯比值为,72/28-70/30,，单体转化率达,60%,以前，丁苯橡胶中苯乙烯含量比较固定。,3.1聚丁二烯聚合过程的主要影响因素和控制 1单体的纯度,8,3.1,聚丁二烯聚合过程的主要影响因素和控制,3,聚合终点的确定与控制,聚合反应终点取决于共聚物组成及产物的门尼粘度这两个要求。在稳定的加料条件下，门尼粘度可由分子量调节剂来调整。,4,乳液胶粒粒径的控制,连续法乳液聚合中，乳胶粒子的粒径与它在聚合釜中的停留时间有关。工业生产中常采用,8-12,个聚合釜串联起来可使乳胶粒子的粒径分布狭窄,又可提高产品的质量。,3.1 聚丁二烯聚合过程的主要影响因素和控制 3,9,3.2,丁苯橡胶的结构、组成对性能的影响,1,丁苯橡胶的结构,丁苯橡胶中的丁二烯链节的微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大。而聚合温度对其影响很大，主要是高温聚合时支化严重，凝胶物含量较高。,3.2 丁苯橡胶的结构、组成对性能的影响 1丁苯橡胶,10,3.2,丁苯橡胶的结构、组成对性能的影响,2,苯乙烯含量,丁二烯和苯乙烯可按任一比例共聚，但所得丁苯共聚物的,Tg,则随苯乙烯含量的增加而线形上升。,苯乙烯含量,70%,23.5%,10%,Tg,18,-57-52,-75,性能,硬度高,耐磨,耐酸碱,弹性下降,中间,硬度差,弹性好,耐寒性提高,.,3.2 丁苯橡胶的结构、组成对性能的影响 2苯乙烯含量苯,11,15.1.4,、乳液丁苯橡胶的性能与应用,（,1,）性能,丁苯橡胶,(,生胶,),外观是浅黄褐色的弹性体，分子量为,1520,万，它的密度与,Tg,则随生胶中苯乙烯含量而改变。,丁苯生胶的介电性能，对氧及热的稳定性均比天然橡胶好。但是它的粘结性不好，可塑性低，所以不易加工。,若用硫黄硫化时，它的硫化速度比天然橡胶慢，故须加入较多的硫化促进刑。,丁苯橡胶硫化后的硫化胶中，若加有炭黑补强剂，其强度可大大增加。,弹性、耐磨性、耐老化性能均可超过天然橡胶；耐酸性、耐碱性、介电性及气密性与天然橡胶相似。,大分子结构中含有苯环，动态变形时发热量大，由它制造的轮胎使用寿命较短。,15.1.4、乳液丁苯橡胶的性能与应用（1）性能丁苯橡胶(,12,15.1.4,、乳液丁苯橡胶的性能与应用,（,2,）应用,乳液丁苯橡胶是一种通用型合成橡胶。由于其生产原料丰富，成本低廉，用途广泛，生产技术也较成熟，现已成为合成橡胶中产量最大的一个品种。,丁苯橡胶的用途很广。大多数场合下可代替天然橡胶使用，主要用于汽车轮胎及各种工业橡胶制品。,含苯乙烯较少的丁苯橡胶，可用作耐寒橡胶制品；,苯乙烯含量高者，则制作硬质橡胶制品。,15.1.4、乳液丁苯橡胶的性能与应用（2）应用乳液丁苯橡,13,15.1.5,溶液聚合丁苯橡胶,丁二烯与苯乙烯在有机溶剂中用有机锂化合物作引发剂进行阴离子共聚反应所得的弹性体，称为溶液聚合丁苯橡胶,(S-SBR),，或溶液丁苯。,按丁二烯苯乙烯两种单体共聚结合的方式，它可分为,溶液丁苯和乳液丁苯一样，也可充油或充炭黑得到相应的充油或充炭黑的溶液丁苯橡胶。,15.1.5 溶液聚合丁苯橡胶,14,15.2,顺 丁 橡 胶,1.,聚丁二烯分子链的结构,丁二烯含有共轭双键，,1,4-,加成聚合时可生成顺式,-1,4-,及反式,-1,4-,两种几何异构体。即有：,丁二烯是最简单的具有共轨双键的二烯烃，很易聚合成弹性体，是合成橡胶的主要单体。现今合成橡胶中约有,80%,是以它为基础的。,若发生,1,，,2,加成时，有一个双键悬挂在链侧上，相当于一个,-,取代基，故又可有全同、间同及无规三种立体异构体。,15.2 顺 丁 橡 胶 1.聚丁二烯,15,第15章通用橡胶ppt课件,16,3.,顺丁橡胶的生产工艺,溶液聚合法,目前工业中实际使用的是锂、钛、钴和镍四种引发体系，各有其特点，但采用这些引发剂所得聚丁二烯橡胶的共同缺点是分子量分布较窄，生胶冷流倾向大，加工性能,(,炼胶和成型工艺,),较差。,顺丁橡胶,(,镍系,),的生产是典型的溶液聚合工艺,(,聚合物能溶于溶剂中,),。日本合成橡胶公司制取顺式聚,1.4-,丁二烯生产的主要工艺条件如下：,单体 纯度,90%,反应温度,60-65,引发剂 环烷酸镍,-BF3.OEt2-Et3Al,反应压力 为单体及溶剂的蒸汽压，约,300kPa,以下,溶剂 甲苯,-,庚烷,3.顺丁橡胶的生产工艺溶液聚合法,17,第15章通用橡胶ppt课件,18,3.1,顺丁橡胶的性能与应用,3.1.1,顺丁橡胶的基本性能,高顺丁橡胶（顺式,-l,4-,含量为,96,一,98,）的分子结构比较规整，主链上无取代基，分子间作用力小，又有大量的易于内旋的 一,C=C,一 键，使它十分“柔软”。所以这种橡胶具如下的特性。,1,、优点,高弹性,(,但,100,顺式,-1,4,者在,-40,下易结晶,),，滞后热损失小、耐低温、耐磨、填充性好，吸水性低，与其他弹性体易相容。,3.1 顺丁橡胶的性能与应用3.1.1 顺丁橡胶,19,2,、缺点,拉伸强度及撕裂强度低，抗湿滑性不好，加工性能差，易冷流。,低顺丁橡胶,(,顺式,-1,4-,含量,35,-40,),有两种，一种含,1,，,2-,结构为,10%,以下，另一种含,l,2-,结构,35,-55,。,2、缺点,20,3.1.2,顺丁橡胶的应用,顺丁橡胶是一种通用型合成橡胶，主要用于制造轮胎，占总产量,80,以上。,其他广泛应用于胶管、胶带、胶鞋及各种耐寒制品。,顺丁橡胶常与丁苯橡胶或天然橡胶并用，以改善加工。,在所有合成橡胶中，顺丁橡胶的价格最低，比丁苯橡胶还低一些，所以它的发展非常迅速。,3.1.2 顺丁橡胶的应用,21,15.3,异 戊 橡 胶,顺式,-l,4-,聚异戊二烯橡胶，简称异戊橡胶（,Polyisoprene,IR,）,若用一般方法聚合得到的聚异戊二烯，其立构规整性很低。,1954,年起人们利用齐格勒型引发剂得到顺式,-I,4-,链节含量十分接近天然橡胶的高顺式,-1,4-,聚异戊二烯橡胶，这种橡胶常称为天然合成橡胶。,不久用锂系引发剂又合成了顺式,-1,4-,含量为,92%,左右的聚异戊二烯。,15.3 异 戊 橡 胶顺式-l,4-聚异戊二烯橡,22,15.3,异 戊 橡 胶,中国于,1970,年采用稀土化合物为引发剂也合成了这种橡胶。,这种立构规整的合成橡胶具有与天然橡胶十分相似的化学组成、立体结构与物理性能，是一种综合性能较好的合成橡胶。,60,年代起这类橡胶开始工业化生产，并获得了很快的发展。,现今的产量已居合成橡胶中的第三位。,15.3 异 戊 橡 胶中国于1970年采用稀土化,23,15.3,异 戊 橡 胶,1.,聚异戊二烯的结构与合成原理,1.1,聚异戊二烯的结构,异戊二烯比丁二烯在,2-,位上多了一个甲基，故聚异戊二烯的异构体也比聚丁二烯要多得多。从加成方式来看，可有顺式,-1,4-,，反式,-1,4-,、,1,2-,及,3,4-,四种。,15.3 异 戊 橡 胶1.聚异戊二烯的结,24,1,2-,及,3,4-,加成有三种立体异构体，即,1,，,2-,加成的全同、间同和无规立构，以及,3,4-,加成的全同、间同和无规立构。如果进一步考虑到头,-,头、尾,-,尾等连接方式，以及大分子主链中各种链节是无规分布还是嵌段分布，则