课程设计.docVIP

一、丁苯橡胶的概述 丁苯橡胶是丁二烯与苯乙烯经共聚合得到的弹性体。英文缩写SBR。～CH-CH2-CH2-CH=CH-CH2～ ????　　　　　　　　| ????　　　　　C6H5 按聚合方法分为乳液丁苯和溶液丁苯胶，填充改性后又分为充油、充炭黑、充树脂丁苯胶等。丁苯胶中苯乙烯含量增加，密度与硬度增大，介电性改善，但耐油性、弹性、塑性和耐寒性降低。耐磨性、 耐老化性 [1]。丁苯橡胶综合性能优良，是合成橡胶的第一大品种，产量占合 成橡胶的60%。 1.1 丁苯橡胶的用途 丁苯橡胶在工业及民用产品（如工业传输带、汽车轮胎、儿童玩具等）生产中具有广泛用途。丁苯橡胶是橡胶工业的骨干产品，它是合成橡胶第一大品种，综合性能良好，价格低，在多数场合可代替天然橡胶使用[2]。 由于丁苯橡胶本身具有较强的亲油疏水性，且具有直链与苯环的结构，也常用丁苯橡胶滤柱处理含油废水。用丁苯橡胶改性沥青可明显改善沥青的高低温性能、弹性性能、内聚附着性能及混合料的稳定性能、抗老化性能。在粘合剂工业和塑料改性也得到广泛的发展和应用。 1.2 丁苯橡胶的结构 丁苯橡胶宏观结构包括：单体比例、平均相对分子质量及分布、分子结构的线性或非线性，凝胶含量等；微观结构主要包括：丁二烯链段中顺式-1，4、反式-1，4和1，2-结构（乙烯基）的比例，苯乙烯、丁二烯单元的分布等。其中乙烯基含量对性能影响较大，含量越低，丁苯橡胶的玻璃化温度越低。 　　非充油乳液聚合丁苯橡胶的数均相对分子质量约为100000。低于该值的丁苯橡胶在贮存时易发生冷流现象；高于该值的加工困难。对于充油丁苯橡胶的相对分子质量可相对高一些。 　　乳液聚合丁苯橡胶的相对分子质量分布比溶液聚合丁苯橡胶宽。前者的相对 分子质量分散系数为4～6，而溶液聚合丁苯橡胶的相对分子质量分散系数为1.5～2.0。 　　乳液聚合丁苯橡胶支化度较高，对加工有利。从凝胶的含量看，低温乳液聚 合丁苯橡胶的凝胶含量比高温乳液聚合的丁苯橡胶的凝胶含量低。 　　乳液聚合丁苯橡胶具有共聚物的共性——单体单元无规排列，不能结晶。并 且橡胶主链上的丁二烯结构大部分是反式-1，4结构，加之又有苯环，因而体积 效应大，分子链柔性低，从而影响硫化胶的物理机械性能。如弹性低、生热高等[3]。 表1—1 典型丁苯橡胶的结构特征 丁苯橡胶类型 宏观结构 微观结构 支化 凝胶 Mn HI PS，% 顺式 反式 乙烯基 低温乳液聚合丁苯橡胶 高温乳液聚合丁苯橡胶 中等 大量 少量 多 100000 100000 4-6 7.5 23.5 23.4 9.5 16.6 55 46.3 12 13.7 1.3 丁苯橡胶的性能 丁苯橡胶与其他通用橡胶一样，是一种不饱和烯烃高聚物。溶解度参数约为 8.4，能溶解于大部分溶解度参数相近的烃类溶剂中，而硫化胶仅能溶胀。 丁苯橡胶能进行氧化、臭氧破坏、卤化和氢卤化等反应。在光、热、氧和臭 氧结合作用下发生物理化学变化，但其被氧化的作用比天然的作用比天然橡胶缓 慢，即使在较高温下老化反应的速度也比较慢。光对丁苯橡胶的老化作用不明显， 但丁苯橡胶对臭氧的作用比天然橡胶敏感，耐臭氧性比天然橡胶差。丁苯橡胶的 低温性能稍差，脆性温度约为－45℃。与其他通用橡胶相似，影响丁苯橡胶电性 能的主要因素是配合剂[4]。丁苯橡胶的物理性能如附表所示。 　　丁苯橡胶与一般通用橡胶相比，具有以下优缺点： 　　缺点　纯丁苯橡胶强度低，需要加入高活性补强剂后方可使用；丁苯橡胶加 配合剂比天然橡胶难度大，配合剂在丁苯橡胶中分散性差；反式结构多，铡基上 带有苯环。因而滞后损失大，生热高，弹性低，耐寒性也稍差，但充油后可以降 低生热；收缩大，生胶强度低，粘性差；硫化速度慢；耐屈挠龟裂性天然橡胶好， 但裂纹扩展速度快，热撕裂性能差。 　　优点　硫化曲线平坦，胶料不易烧焦和过硫；耐磨性、耐热性、耐油性和耐 老化性等均比天然橡胶好，高温耐磨性好，适用于乘用胎；在加工过程中相对分 子质量降低到一定程度不再降低，因而不易过炼，可塑度均匀，硫化橡胶硬度变 化小；提高相对分子质量可以实现高填充，充油橡胶的加工性能好；容易与其他 高不饱和通用橡胶并用，尤其是与天然橡胶或顺丁橡胶并用，经配合调整可以克 服丁苯橡胶的缺点。 表1—2 国内性能指标对照表 （SBR1500） 优级品标准 齐鲁 兰化 吉化 挥发份% ≤0.75 0.25 0.32 0.32 灰份% ≤1.0 0.09 0.15 0.16 有机酸% 5.00-7.25 6.59 6.41 5.82 B-ST 22.5-24.5 23.4 23.4 23.0 皂% ≤0.50 0.10 0.02 0.14 生胶ML 46-58 51 52 51 伸长率%