【橡膠工藝】-橡膠的種類性能和用途

、、、橡膠的種類性能和用途橡膠的種類性能和用途、由于乙丙橡膠缺乏極性，不飽和度低，因而對各種極性化學品如醇、酸、堿、氧化劑、制冷（）ISO/TO76204001-4級表示其作用程度。腐蝕性化學品對橡膠性能的影響:等級體積溶脹率/%硬度降低值對性能影響1＜10＜10輕微或無210-20＜20較小330-60＜30中等4＞60＞30嚴重4、耐水蒸汽性能乙丙橡膠有優(yōu)異的耐水蒸汽性能并估優(yōu)于其耐熱性。在230℃過熱蒸汽中，近100h后外觀無變化。而氟橡膠、硅橡膠、氟硅橡膠、丁基橡膠、丁腈橡膠、天然橡膠在同樣條件下，經(jīng)歷較短時間外觀發(fā)生明顯劣化現(xiàn)象。5、耐過熱水性能TMTD12515個月后，力學性能變化甚小，體積膨脹0.3%。6、電性能乙丙橡膠具有優(yōu)異的電絕緣性能和耐電暈性7、彈性由于乙丙橡膠分子結(jié)構(gòu)中無極性取代基8、粘接性乙丙橡膠由于分子結(jié)構(gòu)缺少活性基團，內(nèi)聚能低，加上膠料易于噴霜，自粘性和互粘性很差。乙丙橡膠改性品種2050年代初開發(fā)成功以來，世界上又出現(xiàn)（如EPDM/P了眾多的品種和品級。改性乙丙橡膠主要是將乙丙橡膠進行溴化、氯化、磺化、順酐化、馬來酸酐化、有機硅改性、尼龍改性等。乙丙橡膠還有接枝丙烯腈、丙烯酸酯等。多年來，采用溴化乙丙橡膠是在開煉機上以經(jīng)溴化劑處理而成。溴化后乙丙氯化乙丙橡膠是將氯氣通過三元乙丙橡膠溶液中而制成丙烯腈接枝的乙丙橡膠以甲苯為溶劑，過氯化苯甲醇為引發(fā)劑，在80℃下使丙烯腈接-26的耐油性，具有較好的物理機械性能和加工性能。熱塑性乙丙橡膠是以三元乙丙橡膠為主體與聚丙烯進行混煉。同時使乙除此之外，改性乙丙橡膠還有氯磺化乙丙商榷、丙烯酸酯接枝乙丙橡膠等。氟橡膠特性及用途氟橡膠是指主鏈或側(cè)鏈的碳原子含有氟原子、并能進行硫化的一類合成高分子彈性體。、對大氣的突出品種：氟橡26、氟橡膠246、氟橡膠T“O型圈及其它密封件。氟橡膠具有耐高溫、耐油及耐多種化學藥品侵蝕的特性，是現(xiàn)代航空、導彈、火箭、宇是指主鏈或側(cè)鏈的碳原子上含有氟原子的合成高分子彈性體。最早的氟橡膠為1948年美國DuPont公司試制出的聚氟代-1.3-丁二烯及其與苯乙烯、丙烯等的共聚體，但性能并不比氯丁橡膠、丁橡膠突出，而且價格昂貴，沒有實際工業(yè)價值。氟橡膠具有耐高溫、耐油及耐多種化學藥品侵蝕的特性，是現(xiàn)代航空、導彈、火箭、宇氟橡膠（fluororubber）是指主鏈或側(cè)鏈的碳原子上含有氟原子的合成高分子彈性體。1948DuPont-2-氟代-1.3-丁二烯及其與苯乙烯、丙烯等的共聚體，但性能并不比氯丁橡膠、丁橡膠突出，而且價格昂貴，沒有實際工業(yè)價值。50Thiokol公司開發(fā)了一種低溫性好，耐強氧化劑的二元亞硝基中國從1958年開始也開發(fā)了多種氟橡膠，主要為聚烯烴類氟橡膠，如23型、26型、246型以及亞硝基類氟橡膠；隨后又發(fā)展了較新品種的四丙氟橡膠、全氟醚橡膠、氟化磷橡主要性能化學穩(wěn)定性佳26型氟橡23型26型相似，且更有獨特之處，它耐強氧化性的無機酸如發(fā)煙硝酸、濃硫2698%HNO32713%~15%。耐高溫性優(yōu)異26-41氟膠在250℃26-41300℃×100小時空氣熱26-41300℃×100246100%90~9524635016小時之后保持良好彈性，400110400110分鐘之后，含有噴霧炭黑、熱裂法炭黑或碳纖維的膠料伸長率上升約1/2~1/31/2左右，仍保持23-11200耐老化性能好VitonA在自然存放十年之后性能仍然令人滿意，在臭氧濃度為0.01%45天作用沒有明顯龜裂。23型氟橡膠的耐天候老化、耐臭氧性能也極好。真空性能極佳26型氟橡膠具有極好的真空性能。246氟橡膠基本配方的硫化膠真空放氣率僅為37×10-6乇升/秒．厘米2。246型氟橡膠已成功應用在10-9乇的真空條件下。機械性能優(yōu)良2610~20MPa之間，扯150~350%3~4KN/m2315.0~25MPa200%~600%2~7MPa之間。一般地，氟橡膠在高溫下的壓縮永久變形大，但是如果以相同條件比較，如從150℃下的同等時間的壓縮永久變形來看，26200℃×24小時下的壓縮變形相當于丁橡150℃×24小時的壓縮變形。電性能較好2326型橡膠可在低頻低壓下使用。透氣性小氟橡膠對氣體的溶解度比較大低溫性能不好氟橡膠的低溫性能不好，這是由于其本身的化學結(jié)構(gòu)所致，如23-11Tg＞0℃。實際使用的氟橡膠低溫性能通常用脆性溫度及壓縮耐寒系數(shù)來表示耐輻射性能較差氟橡膠的耐輻射性能是彈性體中比較差的一種，26型橡膠輻射作用后表現(xiàn)為交聯(lián)效應，232465×107侖的劑量下性能劇1×1071~320%30%~50%，2461×1075×107侖。重點應用典型應用200℃~250℃下長期工作，在300并下短期工作，其工作壽命可與發(fā)動機返修壽命相同，達1000~5000飛行小時（時間5~10年；用于化學工業(yè)時，可密封無機酸（如14067%70℃的濃鹽酸，并℃下30%的硝酸，有機溶劑（如氯代烴、苯、高芳烴汽油）及其它有機物（如丁二烯、苯乙烯、丙烯、27℃下的脂肪酸等；用于深井采油時，可承受14℃和420個大氣壓的苛刻工作條件；用于過熱蒸汽密封件時，可在160~170℃的蒸汽介質(zhì)中長期工作。在單晶硅的生產(chǎn)中，常用氟橡膠密封件以密封高溫—三氯氫硅、四氯化硅、砷化鎵、三120℃的鹽酸等。在高真空應用方面，當飛行高度在200~300Km時，氣壓為13310-6P10-6mmH，643Km133×10-7Pa（10-7mmHg）以下，在這種高真空中只有氟橡膠能夠應用。一般在高真空或超高真空裝置246200℃~250℃高溫老化，因此成為高真空設備及宇宙飛行器中最主要的橡膠材料。（如氯化烴及其它氯化物的輸送、布，能耐300℃的高溫和耐化學腐蝕。芳綸布涂氟膠后，可以制作石油化工廠耐高溫、耐酸鹼類儲罐間的連接伸縮管（兩端可有金屬法蘭連接，可承受高壓力、高溫度和介質(zhì)腐蝕，23型、四丙型氟橡膠主要用作耐酸、耐特殊化學品的腐蝕性密封場合。羥基亞硝基氟橡（N2O4）的型圈、膠囊、閥尹疇各類密封件等。G型系列氟橡膠制作的密封件具有使用E等氟橡膠無法達到的耐高溫蒸汽型氟橡膠、氯化磷橡膠、全氟醚橡膠等更具蝕性，在軍工尖端技術(shù)中得到廣泛應用?！佔樱腿剂嫌托阅芡怀?，可在200℃左右的油中使用，被用減震材料，耐溫達204℃，浸漬氟膠乳液的石棉纖維布，可制成石棉膠板，用于耐高溫、耐燃燒和耐化學腐蝕性的場合。汽車工業(yè)”，它能使多種烴類橡膠軟化或硬化。1C的滲透率:合成橡膠種類Mg/秒/m^2g/日/m^2低腈含量丁腈橡膠（含腈21%）19.861715高腈含量丁腈橡膠（含腈45%）0.85732.221901.6714466%的氟橡膠0.0262.270%的氟橡膠0.0262.2密封箱蒸發(fā)量測定）試驗合格。氟橡膠對烴類的滲透有極優(yōu)良的阻隔性（表，在燃油膠管結(jié)構(gòu)中覆以氟橡膠層，即可減少烴的滲透量。-40℃~150℃的溫度范圍功能正常。但是氟橡膠隨含氟量的增加耐低溫性能劣化（玻璃化溫度上升-4℃下性能正常的制品，需要對耐寒汽車行業(yè)都密切關注燃料的甲醇化，都急切地開展可能適應任何燃料的FFV（FlexibleFuelFFV化尤為迫切。甲醇與汽油混合時，氟橡膠的體積溶脹約為10%左右。但單就甲醇而言，由于氟含量不同，氟橡膠的體積溶脹差別就很大。氟量為66%的情況下體積溶脹將顯著增大。這可認為是由于低溫下氫鍵產(chǎn)生的甲醇結(jié)合體與66%SP值接近所致。丁腈橡膠的特性及用途丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈經(jīng)乳液共聚而成的聚合物PVCPVC研發(fā)歷史丁睛橡膠是目前用量最大的一種特殊合成橡膠，是以丁二烯和丙烯腈為單體經(jīng)乳液共聚生產(chǎn)規(guī)模2000年世界NBR生產(chǎn)能力約為610kt/a，占合成橡膠總生產(chǎn)能力的4.7％。1996～2000年世界NBR消耗量年均增長2.9％。生產(chǎn)技術(shù)NBR3套生產(chǎn)裝置，其中l(wèi)30kt/aZeon15kt/a軟膠裝置于2000年42000年我國合成橡膠需求量約占合成橡膠市場總量的43～38ktlO.8kt。產(chǎn)品應用(NBR)分子鏈上帶有極性腈基基團，賦予其耐油、耐熱老化等優(yōu)異性能，具有較寬的使用溫度范圍；主要用于制作耐油橡膠制品，廣泛應用于汽車工業(yè)3％。研發(fā)趨勢NBR性能更加符合不同用途制品的要求，各國都相繼開發(fā)生產(chǎn)了具有特殊性能的NBR（HNBPNB（XNB、NBR產(chǎn)品形成了系列化、功能化。丁腈橡膠特性介紹nitrilebutadienerubber簡稱NBR)、(％)有42～46、36～4131～3525～30、18～24但耐寒性則相應下降。它可以在120℃的空氣中或在150℃的油中長期使用。此外，它還具有良好的耐水性、氣密性及優(yōu)良的粘結(jié)性能。廣泛用于制各種耐油橡膠制品、多種耐油墊圈、墊片、套管、軟包裝、軟膠管、印染膠輥、電纜膠材料等，在汽車、航空、石油、復印等行業(yè)中成為必不可少的彈性材料。丁腈橡膠1935年在德國首先進行工業(yè)化生產(chǎn)。80年代以來，丁腈橡膠的世界年產(chǎn)量約為400kt,約占合成橡膠總產(chǎn)量的3％，居第七位。丁腈橡膠多采用乳液聚合連續(xù)生產(chǎn)。其工藝過程與丁苯橡膠類似。溫度可采用30℃或約5℃,70％～85在40℃時分0.330℃5℃,ProcessDesignof10kt/aStyrene-butadieneRubberSynthesisFactoryrubberisacopolymerofbutadieneandstyrene.Inrecentyears,theStyrene-butadienerubberiswildlyusedineverywhereforitslowpriceandgoodproperty.Thisdesignisprocessdesignbasedonbutadieneandstyreneasrawmaterials,withanannualoutputof10,000tonsofSBR.BycomparingwiththepresentSBRpolymerizationproductionmethod,wemakeadecisiontotreatemulsionpolymerizationatlowtemperatureaspolymerizationproductionmethodatlast.Inthedesignprocess,inaccordancewiththerequirementsofthemissiondesign,Ifinishedamoredetailedmaterialbalanceandenergybalance.Throughtheprocesscalculationandselection,Ifinallyfinishedmydesignofpolymerizer.Thediameterofitis2400mmandtheheightofitis8000mm.IchooseBrumagin-typeimpellerasimpellerofthepolymerizer.Astoheatexchanger,Ifinallychoosestraighttube-typeheatexchangerastheinnercoolerofit.Accordingtotheaboveprocesscalculationanddesignresults, Idrawtheprocessflowdiagramandmainequipment.Atthesametime,Iexplainedthesecurityconsiderationsoftheprocessofproductionandthetreatmentofthe"threewastes".Keyrubber;lowtemperatureemulsionpolymerization;processdesign;polymerizerII引 言自從發(fā)明了丁苯橡膠，丁苯橡膠的使用就開始滲入生活方方面面，關于丁苯橡膠的研究也從來沒有間斷過。從實驗室到工廠，丁苯橡膠的工業(yè)化從一開始的熱法乳液聚合到后100年的發(fā)展。關于丁苯橡膠的各個方面的理論都趨于成熟，但是仍有不足的地方。我國橡膠制品業(yè)雖然起步與發(fā)達國家相比較晚但是發(fā)展的勢頭迅猛，各種橡膠制品產(chǎn)量都有大幅度增長，自行車胎、膠鞋和再生膠產(chǎn)量均居世界首位，我國丁苯橡膠的需求量85.0萬噸年，其中乳聚丁苯橡73.0萬噸/12.0萬噸/年，乳聚丁苯橡膠仍將是我國丁苯橡膠消費的主要產(chǎn)品。所以對于低溫乳液聚合丁苯橡膠的研究當然有其價值。本設計在現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)的基礎上對丁苯橡膠化工廠進行了設計，以求其滿足現(xiàn)有的國情下產(chǎn)出更好的丁苯橡膠產(chǎn)品。11丁苯橡膠的橡膠的發(fā)展歷史1912年，德國Bayer20年代，該國為改進乳聚丁二烯的性能，選用苯乙烯為第二單體，制得了乳聚丁苯Buna-SIGFarben公司[1]1933Buna-S的第一篇專1935Schkopau1937年建成投產(chǎn)。最早生產(chǎn)乳聚丁苯橡膠是德國人，而美國人卻讓它得到了迅速發(fā)展。二戰(zhàn)之前，美國RubberReserve公司統(tǒng)籌下，迅速開Buna-S技術(shù)進行生產(chǎn)，以后改進GR-S乳聚丁苯橡膠的新技術(shù)。(50℃)乳液聚合工藝生產(chǎn)丁苯橡膠。(5℃)乳液聚合工藝，使乳聚丁苯橡膠的性能得到顯著改善，因而在大宗用途方面熱法已逐漸為冷法乳聚丁苯橡膠所取代。但是由于熱法乳聚丁苯橡膠也具有獨特的性能和一定的應用領域，1948年，前蘇聯(lián)在沃龍尼什建立了乳聚丁苯橡膠生產(chǎn)裝置，采用熱法間歇聚合生產(chǎn)丁苯橡膠，后來又開發(fā)了冷法連續(xù)聚合的生產(chǎn)技術(shù)。從過硫酸鹽引發(fā)系統(tǒng)的熱法聚合轉(zhuǎn)向氧化還原引發(fā)體系的冷法聚合，是生產(chǎn)乳聚丁苯橡膠聚合工藝的突破。目前，聚合工藝和聚合配方基本定型，單體轉(zhuǎn)化率已從60%提高至70%[2]，甚至更高。為加速聚合反應，減少冷劑消耗，聚合溫度也有所提高。聚合設備趨向大型化，連續(xù)聚合已使用30~45m3的聚合釜。在凝聚和后處理方面，以高分子絮凝劑代替氯化鈉，大大減少了氯化鈉的消耗量[3]。聚合工藝自動化水平的提高，改善了產(chǎn)品質(zhì)量。充油母煉膠、充炭黑母煉膠、充油充炭黑母煉膠的出現(xiàn)也使乳聚丁苯橡膠品種大大增加。1960年從前蘇聯(lián)引進技術(shù)在蘭州投產(chǎn)的第一套生產(chǎn)裝置(生產(chǎn)能力13.5kt)。該裝置以前聯(lián)邦德國Farben公司技術(shù)為基礎，采用拉開粉為乳化劑，對苯二酚-亞硫酸鈉為引發(fā)體系的熱法聚合工藝生產(chǎn)高門尼黏度丁苯橡膠。為改造落后的聚合工藝，蘭州石化公司[4]石油化工研究院在1963-1965年間完成了松2鐵鹽-乙二胺四乙酸鈉-甲醛次硫酸鈉為還原系統(tǒng)。蘭州石化公司合成橡膠廠采用此項技術(shù)完成了由熱法乳液聚合到冷法乳液聚合的轉(zhuǎn)變。此后又經(jīng)過一系列的技術(shù)改造，使生產(chǎn)能50kt/a，并且既可以生產(chǎn)普通乳聚丁苯橡膠，又可生產(chǎn)充油乳聚丁苯橡膠。該公司石油化工研究所自行開發(fā)的經(jīng)(10±2)h聚合使單體轉(zhuǎn)化率達(70±2)%的技術(shù)也已投