川大09高分子科学导论橡胶.ppt

* APPLICATION OF LIQUID RUBBER * BLACK POLLUTION 2001年以来，我国已成为世界橡胶消费第一大国，橡胶消费量超过500万吨/年，其中60％左右的橡胶消费需要进口，对外依存度不断扩大。而橡胶消费总量的近70％用于生产轮胎。 与此同时，废旧轮胎产生量急剧增长，已超过1.12亿条。预计到2010年，我国废旧轮胎的产生量将达到2亿多条。 只有约45％的废轮胎作为再生资源进入正规的回收渠道，日益加剧的“黑色污染”给我国本已脆弱的生态环境雪上加霜。 * 由废旧轮胎带来的环境污染问题日趋严重。 BLACK POLLUTION * RECYCLE OF RUBBER 物理回收（Physical recycling） * RECYCLE OF THE RUBBER 废轮胎含有22％～24％的尼龙等合成纤维； 58％～60％的橡胶混合物； 16％～24％的钢丝为优质弹簧的原料。 另外废旧轮胎本身就是一种高热量的燃料，每公斤达6668～8358千卡 化学回收（chemical recycling） 废轮胎可以说“浑身是宝”： * SUMMARY 橡胶的特性 橡胶的起源与发展 橡胶的应用 橡胶的加工与回收 * SYNTHETIC RUBBER 橡胶树的种植需要占用大面积的土地，橡胶树的生长又具有一定的区域性，天然橡胶的产量已经远远不能满足需要，化学家把目光转向合成橡胶。 人工合成橡胶的思路首先来自对天然橡胶的剖析和仿制 19世纪英国科学家法拉第首先对天然橡胶进行了分析，通过完全燃烧后产物分析确定了橡胶的化学式是 C5H8 。 1860年，英国化学家威廉斯从天然橡胶的热裂解产物中分离出了一种不饱和烃，即异戊二烯 (isoprene)。 * STRUCTURE OF THE NATURE RUBBER 从天然产胶植物中制取的橡胶称为天然橡胶（有实用价值的主要为三叶橡胶树）。天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，其成分中 91~ 94％是橡胶烃（聚异戊二烯），其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。 Gutta-percha: trans-polyisoprene Nature rubber: cis-polyisoprene * STRUCTURE OF THE NATURE RUBBER 天然橡胶在常温下具有较高的弹性，稍带塑性，具有非常好的机械强度，滞后损失小，在多次变形时生热低，因此其耐屈挠性也很好，并且因为是非极性橡胶，所以电绝缘性能良好。 只能耐一些极性溶剂，而在非极性溶剂中则溶胀，因此，其耐油性和耐溶剂性很差。 Nature rubber: cis-polyisoprene Gutta-percha: trans-polyisoprene * 在第一次世界大战期间，迫于橡胶匮乏，德国拜耳采用了二甲基丁二烯聚合甲基橡胶，这种橡胶可以大量生产，而且价格低廉。 Carl Duisburg UNIVERSAL SYNTHETIC RUBBER C H2C H3C C CH2 CH3 ( ) n C H2C H3C C CH2 CH3 * 大约在1930年，德国和苏联用丁二烯作为单体，金属钠作为催化剂，合成了顺丁橡胶。 随后两国又开发出丁苯橡胶 (Buna-S)，进一步改善顺丁橡胶的性能。 正是因为有了丁苯橡胶，德国和苏联在战争期间的橡胶供应才没出现短缺。 UNIVERSAL SYNTHETIC RUBBER C H2C H C CH2 H ( ) n cis-poly(1,4-butadiene) rubber (BR) styrene-butadiene rubber (SBR) C H2C H C CH2 H ( ) n ( CH2 CH ) m * UNIVERSAL SYNTHETIC RUBBER BR分子间力小，分子量高，因而分子链柔性大，玻璃化温度低（-110oC），承受外力时有很高的形变能力，是弹性和耐寒性最好的合成橡胶。且由于分子链比较规整，拉伸时可以获得结晶补强。 SBR是最大的通用合成橡胶品种。其物理性能，加工性能及制品的使用性能接近天然橡胶，有些性能如耐磨、耐热、耐老化及硫化速度更为优良。SBR的结构具有非极性，具有良好的绝缘性。 C H2C H C CH2 H ( ) n cis-poly(1,4-butadiene) rubber (BR) styrene-butadiene rubber (SBR) C H2C H C CH2 H ( ) n ( CH2 CH ) m * 美国在战后大力研究合成橡胶。首先合成了氯丁橡胶，氯原子使氯丁橡胶具有天然橡胶所不具备的一些抗腐蚀性能