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氯丁橡膠(CR)的特點和性能知識
2019-01-02 15:07    查看次數:     

氯丁橡膠(CR, Chloroprene rubber)又稱氯丁二烯橡膠,是氯丁二烯(即2-氯-1,3-丁二烯)為主要原料進行α-聚合生成的彈性體。它由杜邦公司(DuPont)的華萊士·卡羅瑟斯(Wallace Hume Carothers)於1930年4月17日首先製得,杜邦於1931年11月公開宣布已經發明氯丁橡膠,並於1937年正式推向市場,使氯丁橡膠成為第一個實行工業化生產的合成橡膠品種。

 

分類:

 

氯丁橡膠的品種和牌號可按如下幾種情況劃分:  

 

①按分子量調節方式分為硫黃調節型、非硫黃調節型、混合調節型。  

 

②按結晶速度和程度大小分為快速結晶型、中等結晶型和慢結晶型。

 

③按結晶速度和程度大小分為快速結晶型、中等結晶型和慢結晶型。  

 

④按門尼粘度高低分為高門尼型、中門尼型和低門尼型。  

 

⑤按所用防老劑種類分為汙染型和非汙染型。

 

用途:

 

可用於傳動帶、運輸帶、電線電纜、耐油膠板、耐油膠管、密封材料等橡膠製品。

 

特性:

 

氯丁膠外觀為乳白色、米黃色或淺棕色的片狀或塊狀物,密度1.23-1.25g/cm3,玻璃化溫度−40-50°C,碎化點−35°C,軟化點約80°C,230-260°C下分解。溶於氯仿、苯等有機溶劑,在植物油和礦物油中溶脹而不溶解。有良好的物理機械性能,耐油,耐熱,耐燃,耐日光,耐臭氧,耐酸堿,耐化學試劑。

 

缺點是耐寒性和貯存穩定性較差。具有較高的拉伸強度、伸長率和可逆的結晶性,粘接性好。耐老化、耐熱。耐油、耐化學腐蝕性優異。耐候性和耐臭氧老化僅次於乙丙橡膠和丁基橡膠。

 

耐熱性與丁腈橡膠相當,分解溫度230~260℃,短期可耐120~150℃,在80~100℃可長期使用,具有一定的阻燃性。

 

耐油性僅次於丁腈橡膠。耐無機酸、堿腐蝕性良好。耐寒性稍差,電絕緣性不佳。生膠儲存穩定性差,會產生“自硫”現象,門尼黏度增大,生膠變硬。

 

氯丁橡膠與天然橡膠結構相似,不同的是氯丁橡膠中極性的負電性基團取代了天然橡膠中的甲基,從而改善了氯丁橡膠的耐臭氧、耐油以及耐熱性能。總之它具有優良的耐候性、耐臭氧性、耐化學腐蝕性、耐油性等,其綜合物理機械性 能也較好。因此氯丁橡膠的用途非常廣泛,既可以作為通用橡膠又可以作為特種橡膠使用。其主要的物理機械性能如下:

 

(1)氯丁橡膠的強度

 

氯丁橡膠的拉伸性能與天然橡膠相似,其生膠具有很 高的拉伸強度和斷裂伸長率,屬於自補強性橡膠;氯丁橡膠分子結構規整  ,分子 鏈中含有氯原子極性基團,增加了分子間的作用力。因此在外力作用下,易於拉  伸結晶 (自補強性),分子間不易滑脫。另外分子量較大  (2.0~20萬),所以拉伸強度較大。

 

(2)優異的耐老化性能

 

氯丁橡膠分子鏈的雙鍵上連接的氯原子使得雙鍵和氯原子都變得不活潑,因此其硫化膠的貯存穩定性好;不易受大氣中的熱、氧、光的作用,表現為優良的耐老化(耐候、耐臭氧及耐熱)性能。其耐老化性能特別是耐候、耐臭氧性能,在通用橡膠中僅次於乙丙橡膠和丁基橡膠,遠優於天然橡膠;其耐熱性優於天然橡膠和丁苯橡膠,和丁睛橡膠相似,能在 150℃下短期使用,在90-110℃下可使用 4個月之久。

 

(3)優異的耐燃性

 

氯丁橡膠的耐燃性是通用膠中最好的,它具有不自燃的特點,接觸火焰可以燃燒,但隔斷火焰即自行熄滅 ,這是因為氯丁橡膠燃燒時,在高溫的作用下可分解出氯化氫氣體而使火熄滅。

 

(4)優異的耐油性、耐溶劑性

 

氯丁橡膠的耐油性僅次於丁睛橡膠而優於其他通用橡膠。這是因為氯丁橡膠分子中含有極性氯原子,增加了分子的極性。

 

氯丁橡膠的耐化學腐蝕性也很好,除強氧化性酸外,其他酸、堿對其幾乎沒有影響。氯丁橡膠的耐水性也比其他合成橡膠要好。

 

氯丁橡膠由於分子結構的規整性和極性,較大的內聚力限製了分子的熱運動,特別在低溫下熱運動更困難。在拉伸變形後也難於恢複原狀,即產生了結晶,使橡膠失去彈性,甚至發生脆折斷裂現象,因此氯丁橡膠耐寒性不好。

 

氯丁橡膠比天然、丁苯、丁基橡膠等的結晶傾向性更大,這是因為氯丁橡膠 的分子中以1,4加成反式結構為主,分子呈規則的線性排列結構,決定了氯丁橡 膠的結晶度,含量越高,對應的氯丁橡膠結晶能力越強。未硫化膠和硫化膠經長期放置後,便會緩慢硬化而喪失粘著性,即產生了結晶。溫度降低,結晶速度加快,結晶後橡膠變硬,硬度和定伸應力增大。

 

氯丁橡膠的相對密度在 1.15~1.25之間,一般為1.23.製造相同體積製品時用量比一般通用橡膠要大。

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