丁苯橡胶课程设计带工艺流程图物料热量恒算.doc

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。其中丁二烯可以顺式-1,4结构,反式-l,4结构和1,2结构存在于分子链中。其结构式为:
~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、耐水性和气密性优于天然橡胶,粘合性、弹性和形变发热量低于天然橡胶[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%。
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。苯橡胶主要用于轮胎工业,也用于胶管、胶带、胶鞋以及其它一些工业制品。高苯乙烯丁苯橡胶适于制造高硬度、相对密度小的制品,如鞋底、硬质泡沫鞋底、硬质胶管、软质棒球、打字机用滚筒、滑冰轮、铺地材料、工业制品和微孔海绵制品等[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。
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。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,~。
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]。
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
,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。
乳聚丁苯橡胶的系列分类和品种
根据国际合成橡胶生产者协会(IISRP)使用的术语,用数字表示乳聚丁本橡胶分为六大类。
    1000系列——高温乳聚丁苯橡胶在约59℃聚合温度下制造的丁苯橡胶。
    1100系列——高温乳聚丁苯橡胶炭黑母炼胶把炭黑直接分散到高温乳聚丁苯胶乳中,并使之凝聚而制得。
    1500系列——低温乳聚丁苯橡胶在约5℃聚合的丁苯橡胶。目前生产的大部分丁苯橡胶属于此类。依据