第6章（原第14章）（合成）橡胶概论橡胶是一种在外力作用下能发生较大的形变，外力解除后，又能迅速恢复其原来形状的高分子弹性体。6.1天然橡胶及其结构来源主要成分从天然产胶植物中制取的橡胶市售的天然橡胶主要是由三叶橡胶树的乳胶制得聚异戊二烯为主要成分(91％～94％)其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。第6章合成橡胶概论链结构1234H2CCCHCH2CH3CH2CCHCH2CH3n天然橡胶中顺式1.4-聚异戊二烯97%3.4-聚异戊二烯占其余部分CH2CHCnCHCH2CH2nCH3HCH2CHnCCH2CH3CH2CnCH3CH3反式1.4-异戊二烯不存在1.2-聚异戊二烯不存在第6章合成橡胶概论顺式-1,4-加成聚异戊二烯天然橡胶主要成分熔点28℃，Tg-73℃反式-1,4-加成聚异戊二烯古塔波橡胶主要成分熔点：α-晶型56℃β-晶型65℃Tg-53℃聚合度n约为10000，主体为3~3000万，分布2.8~10，具有双峰，20~100万；100~250万，因此，需要塑炼降低分子量。第6章合成橡胶概论6.2合成橡胶的发展及分类合成橡胶：在一定温度范围内具有高度的弹性，可用来替代天然橡胶的一类聚合物通称为合成橡胶。发展简史1914年：甲基橡胶（聚2,3-二甲基-1,3-丁二烯）1933年：德国丁苯橡胶（乙炔），1942美国丁苯橡胶（石油）40~50S：顺丁橡胶1954年：异戊橡胶（合成天然橡胶）1960年后：大量合成橡胶出现第6章合成橡胶概论分类通用合成橡胶：与天然橡胶性能相近，用于轮胎等特种合成橡胶：耐油、耐寒、耐溶剂、耐腐蚀等第6章合成橡胶概论第6章合成橡胶概论6.3合成橡胶生产工艺特点催化剂准备单体、介质准备橡胶分离溶剂回收聚合单体回收洗胶脱水干燥成型包装第6章合成橡胶概论合成橡胶生产工艺特点：合成橡胶最常用的聚合实施方法是乳液聚合，其次，溶液聚合（包括淤浆聚合），本体聚合基本不用。工艺过程包括：a.单体准备与精制；b.反应介质和辅助剂等的准备；c.聚合；d.单体和溶剂的回收；e.橡胶的分离；f.橡胶后处理（洗胶、脱水、干燥）；g.成型和包装。第6章合成橡胶概论单体准备单体及溶剂的纯度有高的要求聚合反应需控制单体转化率随单体转化率增加，聚合物浓度增大，链转移增加，支化和交联的几率大大提高，产生凝胶。橡胶大分子链中存在的双键（第二个双键）将有更多的机会参加支化和交联反应。单体浓度降低，聚合速度慢，生产效率低。乳聚丁苯橡胶，转化率控制在60%左右氯丁橡胶，转化率控制在65%~70%丁腈橡胶，转化率控制在70%~75%实例第6章合成橡胶概论橡胶分离凝聚过程从乳液中分离：电解质凝聚法、冷冻凝聚法从溶液中分离：直接干燥法、水析凝聚法6.4天然橡胶和合成橡胶的加工（略）第7章（原第15章）通用橡胶7.1丁苯橡胶(Styrene-ButadieneRubber,SBR，1933)结构式占合成橡胶总产量60%7.1丁苯橡胶(Styrene-ButadieneRubber,SBR)7.1.1丁苯橡胶的发展及分类√√7.1丁苯橡胶(Styrene-ButadieneRubber,SBR)7.1.2低温乳液丁苯橡胶的合成(50年代,目前占乳聚丁苯80%)（1）低温丁苯乳液聚合体系的组分（聚合温度5℃）组分名称单体水组分要求和作用丁二烯、苯乙烯，纯度>99%反应介质，Ca+2,Mg+2离子含量要低，以碳酸钙计，<10ppm氧化剂：异丙苯过氧化氢、过硫酸钾还原剂：亚铁盐-EDTA还原剂：甲醛合次硫酸氢钠（还原Fe+3）脂肪酸皂、歧化松香皂正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇二甲基-二硫代氨基甲酸钠pH调节剂、表面能力调节剂及乳液稳定剂等引发体系乳化剂分子量调节剂终止剂其他组分7.1丁苯橡胶(Styrene-ButadieneRubber,SBR)50℃高温乳液聚合引发体系：K2S2O8（非氧化-还原体系）终止剂：对苯二酚乳化剂：脂肪酸皂（2）低温丁苯乳液聚合工艺流程温度5℃压力4×102~5×102kPa转化率60%工艺条件7.1丁苯橡胶(Styrene-ButadieneRubber,SBR)冷凝器丁二烯苯乙烯皂液水过氧化物活化剂调节剂压力0.4~0.5MPa;转化率60%;釜内停留时间10h去分离工序低温丁苯乳液聚合工艺流程-聚合工序7.1丁苯橡胶(Styrene-ButadieneRubber,SBR)丁二烯转化率调节器剂量罐苯乙烯脱气塔真空罐升压分离器苯乙烯倾析槽闪蒸槽泄料罐闪蒸槽