【大學(xué)課件】合成橡膠Synthetic Rubb

合成橡膠合成橡膠是現(xiàn)代工業(yè)中不可或缺的重要材料。它具有優(yōu)異的彈性、耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性。本課程將深入探討合成橡膠的特性、種類、生產(chǎn)工藝及應(yīng)用。前言1起源合成橡膠誕生于20世紀(jì)初，滿足了工業(yè)發(fā)展的急切需求。2發(fā)展經(jīng)過近百年發(fā)展，合成橡膠種類繁多，性能不斷提升。3現(xiàn)狀如今，合成橡膠已成為全球橡膠消費的主體，應(yīng)用廣泛。橡膠的定義與分類定義橡膠是一類高彈性聚合物，可在外力作用下發(fā)生大變形，并在外力撤除后迅速恢復(fù)原狀。分類天然橡膠合成橡膠天然橡膠的特性及應(yīng)用1高彈性天然橡膠具有優(yōu)異的彈性，可承受大幅度變形。2耐磨性好天然橡膠的耐磨性能優(yōu)秀，適用于輪胎等高磨損場合。3加工性能好天然橡膠易于加工成型，可制成各種形狀的制品。4主要應(yīng)用輪胎、密封圈、減震器等。合成橡膠的起源11909年霍夫曼首次合成甲基橡膠，開啟了合成橡膠的研究。21910年俄國科學(xué)家列別杰夫成功合成丁二烯橡膠。3二戰(zhàn)期間合成橡膠技術(shù)迅速發(fā)展，滿足軍事需求。4戰(zhàn)后合成橡膠進(jìn)入大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)階段。合成橡膠的特性及優(yōu)勢可設(shè)計性可根據(jù)需求調(diào)整分子結(jié)構(gòu)，獲得特定性能。穩(wěn)定性好耐熱、耐油、耐化學(xué)品性能優(yōu)于天然橡膠。供應(yīng)穩(wěn)定不受自然條件限制，可實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。性能多樣可滿足不同領(lǐng)域的特殊需求。合成橡膠的主要種類聚丁二烯橡膠BR順丁橡膠SBR氯丁橡膠CR丙烯腈-丁二烯橡膠NBR聚丁二烯橡膠BR1特點低溫性能好，耐磨性優(yōu)異。2應(yīng)用主要用于輪胎生產(chǎn)，提高輪胎的耐磨性和低溫性能。3優(yōu)勢可與其他橡膠共混，改善整體性能。順丁橡膠SBR組成由丁二烯和苯乙烯共聚而成。特性耐磨性好，電絕緣性能優(yōu)異。應(yīng)用廣泛用于輪胎、鞋底、傳送帶等。氯丁橡膠CR1耐油性氯丁橡膠具有優(yōu)異的耐油性能。2耐候性在戶外環(huán)境中表現(xiàn)穩(wěn)定，耐老化。3阻燃性含氯元素，具有一定的阻燃性能。4主要用途用于制作油管、傳動帶、電纜外皮等。丙烯腈-丁二烯橡膠NBR耐油性NBR具有優(yōu)異的耐油性和耐溶劑性。耐熱性可在較高溫度下保持良好性能。氣密性具有良好的氣密性，適用于密封件。應(yīng)用領(lǐng)域廣泛用于汽車零件、油封、軟管等。乙丙橡膠EPDM特性耐臭氧、耐候性好，電絕緣性能優(yōu)異。應(yīng)用汽車密封條、電纜護(hù)套、建筑防水材料等。硅橡膠1耐高低溫硅橡膠可在-60℃到200℃范圍內(nèi)使用。2耐老化抗紫外線、臭氧等，使用壽命長。3生物相容性無毒無害，可用于醫(yī)療器械。4應(yīng)用領(lǐng)域航空航天、醫(yī)療、電子等高科技領(lǐng)域。鹵化丁基橡膠氣密性鹵化丁基橡膠具有極低的氣體滲透性。耐化學(xué)性對多種化學(xué)品有良好的抵抗力。耐熱性可在較高溫度下保持穩(wěn)定性能。主要用途輪胎內(nèi)胎、醫(yī)用瓶塞、防護(hù)服等。合成橡膠的生產(chǎn)工藝單體制備合成或提純所需的單體原料。聚合反應(yīng)在特定條件下進(jìn)行單體的聚合。后處理包括凝聚、洗滌、干燥等步驟。成品最終得到合成橡膠產(chǎn)品。單體制備1原料選擇根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品選擇適當(dāng)?shù)膯误w。2純化處理去除雜質(zhì)，提高單體純度。3儲存在特定條件下儲存，防止變質(zhì)。4質(zhì)量控制嚴(yán)格控制單體質(zhì)量，確保產(chǎn)品性能。聚合反應(yīng)乳液聚合在水相中進(jìn)行，廣泛用于SBR等橡膠的生產(chǎn)。溶液聚合在有機(jī)溶劑中進(jìn)行，可精確控制分子結(jié)構(gòu)。本體聚合直接聚合液體單體，適用于某些特種橡膠。后處理1凝聚將聚合物從反應(yīng)體系中分離出來。2洗滌去除殘留單體和雜質(zhì)。3脫水降低橡膠中的水分含量。4干燥進(jìn)一步去除水分，得到成品橡膠。合成橡膠的性能測試?yán)鞆?qiáng)度耐磨性耐熱性耐寒性拉伸強(qiáng)度1定義材料斷裂時的最大應(yīng)力。2測試方法使用拉力機(jī)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)拉伸測試。3影響因素分子量、交聯(lián)密度等影響拉伸強(qiáng)度。4應(yīng)用意義反映橡膠的機(jī)械強(qiáng)度和使用壽命。耐磨性測試方法使用磨耗試驗機(jī)，測量標(biāo)準(zhǔn)條件下的質(zhì)量損失。影響因素分子結(jié)構(gòu)、填料類型、硫化度等。應(yīng)用領(lǐng)域輪胎、傳送帶等高磨損場合。改善措施添加補強(qiáng)填料，優(yōu)化配方。耐熱性定義橡膠在高溫下保持性能的能力。測試方法老化試驗、熱空氣老化等。應(yīng)用發(fā)動機(jī)密封件、高溫管道等。耐寒性1定義橡膠在低溫下保持柔韌性的能力。2測試方法低溫脆性點、低溫回復(fù)等測試。3影響因素分子結(jié)構(gòu)、增塑劑等影響耐寒性。4應(yīng)用領(lǐng)域冷凍設(shè)備、極地用品等。耐化學(xué)性定義橡膠抵抗化學(xué)品侵蝕的能力。測試方法浸泡試驗、體積變化率測定等。影響因素分子結(jié)構(gòu)、交聯(lián)密度、填料等。應(yīng)用化工設(shè)備、防腐蝕涂層等。合成橡膠的應(yīng)用領(lǐng)域輪胎工業(yè)工程塑料建筑材料醫(yī)療器械輪胎工業(yè)1胎面使用SBR、BR等，提高耐磨性和抓地力。2胎側(cè)采用EPDM等，增強(qiáng)耐臭氧性。3內(nèi)襯層使用鹵化丁基橡膠，提高氣密性。4骨架材料采用尼龍、聚酯等合成纖維增強(qiáng)。工程塑料增韌劑合成橡膠作為增韌劑，提高塑料的抗沖擊性。熱塑性彈性體結(jié)合橡膠和塑料特性，應(yīng)用廣泛。應(yīng)用領(lǐng)域汽車零部件、電子電器、家用電器等。建筑材料防水材料EPDM橡膠用于屋頂防水。密封材料硅橡膠用于建筑接縫密封。減震材料天然橡膠和合成橡膠用于建筑減震。保溫材料發(fā)泡橡膠用于管道保溫。醫(yī)療器械1輸液管使用硅橡膠，具有良好的生物相容性。2醫(yī)用手套采用丁腈橡膠，提供良好的防護(hù)性能。3假肢組件使用各種合成橡膠，模擬人體組織特性。4醫(yī)療設(shè)備密封件采用特種橡膠，確保設(shè)備可靠性。日用品未來發(fā)展趨勢綠色環(huán)保開發(fā)生物基橡膠，減少環(huán)境影響。高性能化研發(fā)新型高性能合成橡膠。智能化開發(fā)具有感知和響應(yīng)功能的智能橡膠。多功能化開發(fā)兼具多種性能的復(fù)合橡膠材料。綠色環(huán)保1生物基原料使用可再生資源替代石油基原料。2節(jié)能生產(chǎn)開發(fā)低能耗、低排放的生產(chǎn)工藝。3可回收性提高橡膠產(chǎn)品的回收利用率。4生物降解研發(fā)可生物降解的橡膠材料。高性能新材料納米復(fù)合橡膠通過納米技術(shù)提高橡膠性能。自修復(fù)橡膠具有自我修復(fù)能力的新型橡膠。超高強(qiáng)度橡膠開發(fā)強(qiáng)度媲美鋼鐵的新型橡膠。耐極端環(huán)境橡膠適用于極端溫度、壓力的特種橡膠。智能材料形狀記憶橡膠能夠記憶并恢復(fù)原始形狀的橡膠。壓電橡膠可