合成橡胶概括

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合成橡胶概括

  橡胶是一种天然高分子材料,它是橡胶树的树汁经过处理而得到的一种材料,人类早在11世纪就有了关于橡胶球的记载。橡胶的主要特点是它的拉伸弹性和压缩弹性,因而在日常生活、工业和国防等领域有重要用途。一辆汽车要用200公斤橡胶,一辆坦克要用800公斤橡胶,一艘3万吨级军舰要用70吨橡胶。而一棵小橡胶树要6~8年才能割胶,一亩良田种橡胶树一年才能收20公斤生胶,天然橡胶远远满足不了需求。于是,人们把目光投入人工合成橡胶。

  1912年,德国采用二甲基丁二烯为单体首次合成了甲基橡胶。但它成本高,耐压性能差。30年代初,美国和苏联研制成功丁钠橡胶,其性能优于甲基橡胶,但远不如天然橡胶。于是人们加紧丁钠橡胶的改性试验,1937年研制出与天然橡胶性能相近的丁苯橡胶,1940年研制出比天然橡胶性能优越的氯丁橡胶,50年代又研制出了顺丁橡胶。目前人们认为最有发展前途的是顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶。

  橡胶大体上也分为通用橡胶和特种橡胶两类,但二者之间没有明显界限。

  (1)通用橡胶

  通用橡胶主要指用于轮胎制造和民用产品方面的橡胶,产量占合成橡胶的50%以上,主要包括丁苯橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶等。

  丁苯橡胶是通用橡胶中的老产品,已有50多年的历史。它具有较好的耐磨性、耐老化性和抗氧化能力,比天然橡胶质地均匀,可以任何比例与天然橡胶混合使用,还可大量加入填充材料。填充30%~70%的矿物油后,它的成本降低20%,寿命提高20%。它可用于生产各种雨衣、胶鞋、海绵制品等。

  顺丁橡胶是发展十分迅速的一个品种,它能掺油或掺大量碳黑。其性能比天然橡胶好,用它制造的轮胎比用天然橡胶制的耐用2倍以上。顺丁橡胶大量用于生产三角皮带、橡胶弹簧、耐热胶管、鞋底等。

  乙丙橡胶1960年才问世,其主要原料是石油副产品乙烯、丙烯。它的性能和天然橡胶相近。耐氧化、耐老化,绝缘性能好,在-68℃~66℃范围内都可使用,并且颜色浅,大量用于生产电缆和民用产品。

  氯丁橡胶可以从电石中制取。电石用石灰石加碳在电炉中熔炼出来,电石加水生成乙炔,再生成氯丁二烯,再聚合成氯丁橡胶。它具有天然橡胶所没有的优点,耐腐蚀,耐老化,不易燃,难溶于汽油等有机溶剂,在军事应用上很有价值。

  (2)特种橡胶

  作为特殊用途的橡胶性能要求很高,如需耐200℃以上高温或-120℃以下低温而性能不变,或者具有高度绝缘、耐辐射、耐真空的特性。这些方面是大家都关注的焦点。

  特种橡胶中产量最大的是丁腈橡胶,它是由丁二烯和丙烯腈在水乳液中进行共聚而生成。它的特点是耐热性和耐油性好,多用作油箱油管材料,当充填石棉后可作汽车刹车片。

  硅橡胶是一种新产品,它的分子链不是碳原子构成的,而是硅原子和氧原子交替连接构成分子的骨架。它既耐热又耐寒,在-100℃~300℃的温度范围内可长期使用,是飞机和宇航工业不可缺少的原料。它的绝缘性好,广泛用于生产高精密仪表元件。

  氟橡胶不仅能耐低温,而且在低温下还有很好的弹性。它是材料学家根据氟塑料的特点设计的,价格昂贵,产量少,只用于军事和航天工业。

  (3)液体胶乳和粘结剂

  生活中我们还常见的另一类橡胶制品是薄膜制品,如医用手套、探空气球、飞艇、雨衣等,它们都是用液体胶乳制成的。

  液体胶乳是用橡胶单体直接聚合成的胶乳,每一种合成橡胶,都有一种对应的液体胶乳,其中以丁苯胶乳产量最大。液体胶乳使用很方便。把硫化剂先加入胶乳中,然后把胶乳涂在织物上,烘烤到一定温度,胶乳就硫化固定为胶膜了。

  合成胶乳除了生产薄膜和海绵制品外,还用于合成革、无纺布、防寒棉、船底涂层和火箭发射的弹性水泥平台等方面。

  液体胶粘剂又叫液体橡胶,是一种低分子量的聚合物,广泛用于粘结各种金属、塑料、皮革、书籍等。