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发表于 2010-5-28 13:33:27
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氯醇橡胶,又名氯醚橡胶,是六十年代发展起来的一种新型特种合成橡胶,它以其独特的结构和优异的性能,一问世就赢得了世界橡胶界的重视,发展迅速,现广泛应用于汽车工业、电力工业、冷冻机械、石油钻采设备、化肥工业及航天工业等领域。2 I* U, s9 O9 w7 g; z
二、 单体组成及合成机理
% z9 t+ L! i' ^' o氯醇橡胶是以环氧化合物(环氧氯丙烷、环氧乙烷、环氧丙烷等)为单体,在催化剂作用下开环聚合而成的一种聚醚弹性体,因单体组合不同,分为均聚型和共聚型,共聚型又分为二元、三元共聚和不饱和(缩水甘油醚)等共聚,其合成反应式如下:
) `/ {* ?, ~+ A1、 均聚胶:. \* O! c5 K6 K, Q/ d( F: o$ l
催化剂3 ]( F/ s! C$ y
nCH2—CH—CH2CI—→—(—CH2—CH—O—)n—
- r% X$ r8 [$ b" ] 5 k. P; Z F3 i9 p s4 U
O CH2CI
6 ]' w. ^- F1 t2、 二元共聚胶:8 T. e: N9 d/ U
催化剂7 Z# d( E7 p- K: \+ {* |. f
nCH2—CH—CH2CI+ nCH2—CH2——→—(—CH2—CH——O—)n——(—CH2—CH2—O—)n—% f9 l9 v5 g6 m y4 Y* m
. D) y6 Q! i% D- S% Y6 s; v O O CH2CI; `8 W/ p0 ]/ g% y5 p& i( U v
3、 三元共聚胶:
" ?+ Z1 G/ s" R! E5 i8 D5 n 催化剂
7 ~! I9 w# R6 k; {nCH2—CH—CH2CI+ nCH2—CH2+ nCH2—CH2—CH3——→—(—CH2—CH—O—CH2—CH2—O—)n& a: h. c F5 l. P+ V
0 J: }9 ?, H; [2 g
O O O CH2CI
; q8 A. p, i7 d7 F. P' l
6 t$ X" \! b6 u% G3 s———(CH2—CH2—O—)n& w' |3 S+ f8 H4 \0 A X' r2 {, H' F
4 l0 [5 T" c8 }% M* q+ A7 ~
CH30 q9 C* q$ p; O7 {' j( U
三、 结构特点及性能
1 i0 V$ `( Y* }% F4 X% r; g7 f0 J0 s: c氯醇橡胶的结构特点是以醚键--(0)--为主链,以庞大的极性基团即氯甲基—CH2CI为侧链,因而具有优异的综合平衡性能,其性能与结构的关系如下图所示:3 r M4 {& r; V' M4 Q
—→低温曲挠性- l& U' M7 U9 A7 C1 c
主链无双键—CH2—CH—O—主链为醚键 * D. V7 T. V4 v6 a9 p* A
∣ ∣ —→回弹性
# ]! {+ j4 b4 q- J9 R ↓ CH2
4 L0 Q. r, P+ g5 [, U, k# b& P, U耐臭氧性 ∣
1 b `8 S8 n7 A0 S2 X; G! d! S' x7 J∣ ∣ —→耐燃性
( r* M/ p* X/ M. b0 i$ k4 a↓ CI——
* {5 [1 Z; P, Z( K 耐老化性 ︱ —→交联在侧链进行→耐变质稳定性& r$ j; e& ]( S0 N' ]& M# l5 s
↓ ↓, @' @7 n. O( p5 r$ ?' k3 o1 n
耐热性←———极性基团———→耐气变性- C2 K! |* R. I+ D
↓8 f3 O0 n+ [- {8 X+ i7 W3 o
耐油性$ ?$ u( f; J0 k. ~( n! h, t7 r1 ?
1、 良好的耐油性+ A9 z- Y: O+ v6 y# j
氯醇橡胶的耐油性仅次于昂贵的氟硅橡胶,而优于其它橡胶,而且受温度变化影响下,在-50℃~-150℃温度范围内,有良好的耐油性能。; s2 \& h; I( P) x
氯醇橡胶的溶解参数,均聚胶为9.15,共聚为9.05,在矿物油中有较高的性能保持率。
K9 {) L: ~" t4 i2、 良好的耐热性) Q4 O8 p2 E8 J- ~
氯醇橡胶的耐热老化性仅次于氟橡胶、氟硅橡胶、丙烯酸酯橡胶。其热解温度在无氧条件下为180℃,在有氧条件下接近180℃,在热空气中1000小时,连续使用的上限温度,均聚胶为150℃,共聚胶为135℃。氯醇橡胶的热老化特征是不硬化并长期保持柔软性能。/ x* Y, w4 I T n1 [8 {4 x
3、 耐寒性及耐氟利昂性能优异
i; W3 h$ `7 w均聚胶的脆性温度为-25℃,二元共聚胶为-40℃,三元共聚胶为-50℃。氯醇橡胶的突出特点是能在脆性温度下保持橡胶柔韧性,其低温性比氟硅橡胶差,而优于聚氨酯橡胶、氟橡胶、丁腈橡胶。尤其可贵的是氯醇橡胶具有最佳的耐油和耐寒性能的平衡,这一点是丁腈橡胶和聚丙烯酸酯橡胶无法相比的。
' I# B- {1 D: {" W( h氯醇橡胶对氟系冷冻剂如氟利昂R12、R22的透过率极低,美国工程师协会己鉴定它适于12种冷冻剂,其中均聚胶耐R22的性能最佳。
' b( Z/ |; k3 Q4、 耐候和臭氧性能良好
# n* I) `% K, \% x1 R由于氯醇橡胶是一种聚醚型饱和橡胶、无双键,故耐臭氧性能特优,较氯丁胶好,比丁腈胶更好,和乙丙橡胶及丙烯酸酯橡胶相似。
3 q% n/ ?+ k+ ~ @6 U5、 卓越的气密性和减震性$ R+ L2 t' ^6 c/ l6 f0 H0 x7 R
氯醇橡胶耐气体渗透性是目前己知胶种中最优者,是丁基胶的4倍。
9 ^& ?0 p" R1 X w* _ P a4 s氯醇橡胶在广泛的温度范围内有卓越的减震性能,具有仅次于天然橡胶的高回弹性,其动力学性能接近于天然胶,而受温度影响的变化值小于天然胶。+ _ m7 J' T$ |- b& K" d" K6 ^
此外,氯醇橡胶具有良好的粘合性、耐燃性及一定的耐酸碱腐蚀和耐水性能。' N. W% h' ?; `+ {( Q
四、 应用领域
7 ]2 w" i% x- L( J' T1、 汽车工业:用于制造各种密封件和多种胶管,如汽车曲轴、差速箱、变速箱、离合器、化油器等油封、液压管、燃油管、空调管、散热器、冷却水输送管等胶管及扭振减震器、发动机罩盖和汽车门窗条。9 x, ~" f, w, z+ D! |
2、 冷冻机工业:氯醇橡胶是氟利昂制冷设备的理想密封材料,应用于氟利昂R22的各种制冷设备,解决了R22的泄漏问题,使用寿命由原丁腈胶的一周左右提高到一年左右
# u5 g( |- }# a) s6 f3、 电力工业:(1)电线电缆护套线,用于与JO4电机配套的F级电机引接线,潜油泵电缆线等。
" K4 v! C" a- s& t; _5 J$ _5 R (2 ) 用作变压器隔膜,作为耐油密封件,效果良好。# S4 f3 P, _# E) y/ h* s6 q
4、 石油工业:用作油井釆油设备密封件、油井封隔器、油井高压活塞头零件、天然气高压阀门薄膜及气流计和燃油泵隔膜。
' P* [3 F0 C8 y+ ^2 N) J9 O* Z5、 化肥工业:应用于高压机和铜液泵轴封,解決了泄漏问题,提高寿命4-8倍。
- O" i! D" F v6、 航天工业:主要制作航空发动机耐油薄膜。 5 i& f. ~$ g# Z$ W H9 V5 l
7、 其它应用:电子工业用导电电橡胶制件、化纤纺织胶圈、胶辊等,食品、医药包装用的瓶盖垫等。
$ U! W+ K5 n1 K, R$ n五、 加工工艺3 m* r* ?; q: P* X
1、 硫化剂—氯醇橡胶为饱和聚醚橡胶,主链无双键,故不能用硫磺硫化,可用:(1)多胺及其衍生物;(2)脲类;(3)硫磺促进剂为主体的硫化剂硫化。现普遍使用NA—22作硫化剂。
4 l; k( V6 c1 _- o7 V2、 填充剂—氯醇橡胶为无定型非结晶聚合物,生胶强度小需补强提高,釆用高耐磨碳黑或半补强效果较好。: C8 O* P6 [ ^
3、 防老剂—氯醇橡胶属软化型的老化,须加入防老剂提高老化性能,防NBC和D防是其常用的优良防老剂。: V2 h( H# y$ U% p4 t6 B% o
4、 稳定剂—氯醇橡胶硫化时释放HCI,须加入稳定剂作酸的受体,促进硫化,防止粘膜和腐蚀模具。常用的稳定剂是Pb3O4 。" Y$ j( m/ _) A( w0 n4 F
5、 加工助剂—为使氯醇橡胶混炼均匀,防止粘辊,加入少量润滑剂作为加工助剂是必要的,可釆用硬脂酸锌作为此助剂。6 H# @# ^4 s c- m
6、 增塑剂—为进一步改善低温柔软性和加工性能,可加入下列增塑剂:邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、氯化石蜡等 |
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