合成橡胶综述（以氯化聚乙烯橡胶为例）摘要：橡胶是制造飞机、军舰、汽车、拖拉机、收割机、水利排灌机械、医疗器械等所必需的材料。根据来源不同，橡胶可以分为天然橡胶和合成橡胶。氯化聚乙烯(CM)是通过聚乙烯的氯取代反应制得的高分子聚合物,当氯含量在25%~46%的范围时,就成为橡胶状弹性体。CM是卤类橡胶中最具发展前途的胶种之一。因其具有耐候、耐臭氧、耐化学药品、耐屈挠、耐热氧老化、阻燃、环保等一系列优良的特性,所以作为一种新型的特种橡胶在汽车配件、耐酸胶管、防水卷材、电线电缆、海绵、密封件、阻燃输送带、三角带等制品中获得了广泛地应用。关键词：合成橡胶；氯化聚乙烯；生产流程；发展历程CM具有适中的强度和柔软性及较低的熔融粘度和塑化温度,主要是作为特种橡胶使用。CM是一种环保特种橡胶,具有优良的耐寒、耐老化、耐臭氧、耐油、耐燃性能。在150℃下,其耐老化性能优于氯醚橡胶(ECO)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)和氯磺化聚乙烯橡胶(CSM),在许多场合下可以替代CR和CSM等使用。它能耐大多数腐蚀性介质,如高浓度的无机酸、碱和盐,但不耐强氧化剂和溶剂化作用的介质,如高浓度的硝酸、铬酸、高氯酸和有机胺等。正是由于CM一系列优异的特性,使得其在汽车配件、耐酸胶管、防水卷材、电线电缆、海绵制品、密封件、阻燃输送带以及V带等制品中广泛应用,开发利用前景广阔。1.合成橡胶的分类1.1.按成品状态可分为液体橡胶（如端羟基聚丁二烯）、固体橡胶、乳胶和粉末橡胶等。1.2.按橡胶制品形成过程可分为热塑性橡胶（如可反复加工成型的三嵌段热塑性丁苯橡胶）、硫化型橡胶（需经硫化才能制得成品，大多数合成橡胶属此类）。1.3.按生胶充填的其他非橡胶成分可分为充油母胶、充炭黑母胶和充木质素母胶。1.4.实际应用中又按使用特性分为通用型橡胶和特种橡胶两大类。通用型橡胶指可以部分或全部代替天然橡胶使用的橡胶，如丁苯橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶等，主要用于制造各种轮胎及一般工业橡胶制品。通用橡胶的需求量大，是合成橡胶的主要品种。特种橡胶是指具有耐高温、耐油、耐臭氧、耐老化和高气密性等特点的橡胶，常用的有硅橡胶、各种氟橡胶、聚硫橡胶、氯醇橡胶、丁腈橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶和丁基橡胶等，主要用于要求某种特性的特殊场合。2.合成橡胶工业发展历程1927～1928年，美国的J.C.帕特里克首先合成了聚硫橡胶（聚四硫化乙烯）。W.H.卡罗瑟斯利用J.A.纽兰德的方法合成了2-氯-1，3-丁二烯，制得了氯丁橡胶。1931年杜邦公司进行了小量生产。苏联利用С.Β.列别捷夫的方法从酒精合成了丁二烯，并用金属钠作催化剂进行液相本体聚合，制得了丁钠橡胶，1931年建成了万吨级生产装置。在同一时期，德国从乙炔出发合成了丁二烯，也用钠作催化剂制取丁钠橡胶。30年代初期，由于德国H.施陶丁格的大分子长链结构理论的确立(1932)和苏联H.H.谢苗诺夫的链式聚合理论(1934)的指引，为聚合物学科奠定了基础。同时，聚合工艺和橡胶质量也有了显著的改进。在此期间出现的代表性橡胶品种有：丁二烯与苯乙烯共聚制得的丁苯橡胶，丁二烯与丙烯腈共聚制得的丁腈橡胶。1935年德国法本公司首先生产丁腈橡胶，1937年法本公司在布纳化工厂建成丁苯橡胶工业生产装置。丁苯橡胶由于综合性能优良，至今仍是合成橡胶的最大品种，而丁腈橡胶是一种耐油橡胶，目前仍是特种橡胶的主要品种。40年代初，由于战争的急需，促进了丁基橡胶技术的开发和投产。1943年，美国开始试生产丁基橡胶，至1944年，美国和加拿大的丁基橡胶年产量分别为1320t和2480t。丁基橡胶是一种气密性很好的合成橡胶，最适于作轮胎内胎。稍后，还出现了很多特种橡胶的新品种，例如美国通用电气公司在1944年开始生产硅橡胶，德国和英国分别于40年代初生产了聚氨酯橡胶（见聚氨酯）等。第二次世界大战期间，由于日本占领了马来西亚等天然橡胶产地，更加促使北美和苏联等加速合成橡胶的研制和生产，使世界合成橡胶的产量从1939年的23.12kt剧增到1944年的885.5kt。战后，由于天然橡胶恢复了供应，1945～在1952年间，合成橡胶的产量在432.9～893.9kt范围内波动。3.以氯化聚乙烯橡胶为例3.1.CM的基本结构CM生胶的基本结构如下图所示3.2.氯化聚乙烯橡胶的性能氯化聚乙烯是由聚乙烯(PE)经氯取代反应制得的一种重要的高分子材料,也可视为乙烯、氯乙烯和1,2-二氯乙烯的三元共聚物。是由高密度聚乙烯(HDPE)CM经无规氯化，氯化聚乙烯类似皮革状弹性的硬性聚合物。3.2.1.氯含量对CM性能的影响当氯含量大于55%时,氯化聚乙烯将呈现出类似PVC的性质,为刚性材料。在氯含量一定的条件下,氯元素在PE碳链上分布相对均匀的话,就成为非结晶CM。3.2.