通用合成硅膠: 氯丁硅膠CR

?新聞資訊 ????|???? ?2019-12-19 14:41
一、歸類種類
氯丁硅膠能夠分成:通用性(硫黃調節型和硫醇調節型)、專用型(黏接型和別的獨特主要用途型)。
①硫黃調節型(G型)  這種氯丁硅膠要以硫黃作相對分子質量調節劑,秋蘭姆作增稠劑。相對分子質量約為10萬,相對分子質量遍布較寬。因為構造較為整齊,能夠一般硅膠制品采用,故歸屬于通用性。貨品型號有GN、GNA等,國內氯丁硅膠CRl212型與GNB型非常。
該類硅膠的分子結構碳鏈上帶有多硫鏈( 80~110個),因為多硫鍵的鍵能遠遠低于C—C鍵鍵能,在一定標準下(如光、熱、氧的功效)非常容易破裂,轉化成新的特異性基團,造成產生歧化、化學交聯而喪失延展性,因此存儲可靠性差。但該類硅膠塑煉時,易在多硫鍵處破裂,產生硫醇基(—SH)化學物質,使相對分子質量減少,故有一定的塑煉實際效果。該類硅膠物理學物理性能優良,特別是在是回彈力、撕破抗壓強度和耐屈撓開裂性均比W型好,硫化橡膠更快,用氫氧化物就可以硫化橡膠,生產加工中延展性還原性較低,成形粘合性不錯,但易焦燒,并有黏輥狀況。
②非硫調節型(W型)  氯丁硅膠在聚合物時,用十二硫醇作相對分子質量調節劑,故又稱硫醇調節型氯丁硅膠。該類硅膠相對分子質量為20萬內,相對分子質量遍布窄小,分子式比G型更整齊,1,2構造含水量偏少。貨品型號有W、WD、WRT、WHV等,國內氯丁硅膠CR2322型則歸屬于該類,等于W型。因為此類分子結構碳鏈中沒有多硫鏈,故存儲可靠性不錯。與G型對比,此類硅膠的優勢是生產過程中不容易焦燒,不容易黏輥,實際操作標準非常容易把握,硫化橡膠膠有優良的耐溫性和較低的縮小形變性。但晶形很大,成形時粘性較弱,硫化橡膠很慢。
③黏接型氯丁硅膠  普遍地作為粘膠劑。該類與型的關鍵差別是聚合物溫度低(5~7),因此提升了反式-1,4構造的含水量,使分子式更為整齊,晶形大,內聚力高,因此有很高的黏接抗壓強度。
④別的獨特主要用途型氯丁硅膠  就是指專用型于耐酸堿、耐低溫或別的獨特場所的氯丁硅膠。如氯苯硅膠,是2-氯-1,3-丁二烯和丁二烯的預聚物,導入丁二烯是以便使高聚物得到出色的抗晶形,以改進抗寒性(但并不是改進熱膨脹系數),用以耐低溫制品。又如氯丙硅膠,是2-氯-1,3-丁二烯和丙烯腈的非硫調整預聚物,丙烯腈摻聚量有5%、10%、20%、30%不一,導入丙烯腈以提升高聚物的旋光性,進而提升耐磨性能。
二、氯丁硅膠的特性、特性 
氯丁硅膠為淡黃色甚至深褐色的聚氨酯彈性體,相對密度很大,為1.23g/cm3,能溶解二甲苯、氯代烴、丁酮等有機溶劑中,在一些酯類(如乙酸乙酯)中溶性,但溶解性較小,不溶解脂肪烴、酒精和甲苯。
CR的構造特性,決策了氯丁硅膠在具備優良的綜合性物理學物理性能的前提條件下,還具備耐高溫,耐活性氧、耐天候脆化,阻燃性,耐酸堿,粘合性強等特點,因此它被稱作是智能硅膠。
① 于氯丁硅膠有極強的晶形,自加固性大,分子間作用力大,在外力下分子結構間不容易造成脫位,因而氯丁硅膠有與純天然硅膠相仿的物理學物理性能。其純膠硫化橡膠膠的抗拉強度、拉斷延伸率乃至還高過純天然硅膠,碳黑加固硫化橡膠膠的抗拉強度、拉斷延伸率則貼近于純天然硅膠。別的物理學物理性能也非常好,如回彈力、抗撕裂性僅次純天然硅膠,而好于一般生成硅膠,并有貼近于純天然硅膠的耐磨性能。   

②因為氯丁硅膠的構造可靠性強,因而有非常好的耐高溫、耐活性氧、耐天候耐磨性能。其耐溫性與丁腈硅膠非常,能在150℃下短期內采用,在90~110℃下會采用四個月的歷程。耐活性氧,耐天候脆化性僅次乙丙硅膠和丁基硅膠,而大大的好于通用性硅膠。除此之外,氯丁硅膠的耐溶劑腐蝕、耐磨性好于純天然硅膠和丁苯硅膠,但對還原性化學物質的抗耐心差。
③因為氯丁硅膠具備極強的旋光性,因而氯丁硅膠的耐酸堿、耐非極性溶劑性強,僅次丁腈硅膠,而好于別的通用性硅膠。除芳香烴和苯的同系物原料油外,在別的非極性溶劑上都很平穩,其硫化橡膠膠只能細微溶脹。
④因為氯丁硅膠的構造密不可分,因而密封性好,通用性硅膠中僅次丁基硅膠,比純天然硅膠的密封性大。
⑤因為氯丁硅膠在點燃時釋放氯化氫,起阻燃性功效,因而見火時雖可點燃,但斷開明火即自主滅掉。氯丁硅膠的耐延燃性在通用性硅膠中是最好是的。
⑥氯丁硅膠的黏接性強,因此被普遍作為粘膠劑。氯丁硅膠系粘膠劑占生成硅膠類粘膠劑的80%。其特性是黏接抗壓強度高,應用領域廣,抗老化、耐酸堿、耐溶劑浸蝕,具備延展性,采用簡單,一般不用硫化橡膠。
⑦因為氯丁硅膠分子式的整齊性和旋光性,內聚力很大,限定分子結構的熱健身運動,非常在超低溫下熱健身運動更艱難。因而,因超低溫結晶體,使硅膠拉申形變后難以恢復正常而喪失延展性,乃至產生脆折狀況,抗寒性不太好。氯丁硅膠的熱膨脹系數為-40℃,超低溫采用范疇一般不超出-30℃。
⑧氯丁硅膠因分子結構中帶有旋光性氯分子,因此介電強度差,容積電阻器為1010~1012Ω•cm,僅適合600V之內的較底壓采用。
⑨因為旋光性氯分子的存有,使氯丁硅膠在生產加工時對溫度的敏感度強,當塑、混煉膠溫度超過延展性態溫度范疇(延展性態溫度G型為常溫下~71℃,W型為常溫下~79℃,而純天然硅膠則為常溫下~100℃,溫度高時,會造成黏輥狀況,導致實際操作艱難,G型氯丁硅膠甚者。
除此之外,因為氯丁硅膠的結晶體趨向大,塑膠粒經長期性置放后,會漸漸地硬底化,導致黏著性降低,導致成形艱難,特別是在是W型氯丁硅膠。
⑩存儲可靠性  氯丁硅膠存儲霉變是一個與眾不同的難題,在30℃的當然標準下,硫黃調節型氯丁硅膠可儲放10月,非硫調節型可儲放40月。隨儲放時間提高,生膠發硬、塑性變形降低、焦燒時間減少、生產加工粘性降低、流通性降低、壓出來表層凸凹不平,慢慢失去工藝性能。其直接原因取決于生膠從線形的α型向支化及化學交聯的μ型轉變,換句話說生膠的當然儲放就造成了自發性的化學交聯?;瘜W交聯到一定水平,硅膠徹底喪失工藝性能,就是來到生膠的儲放期。
其避免的方法應當是特制氯丁二烯并在稀有氣體中存儲及聚合物,嚴控聚合物轉換率,添加防老劑,生膠存儲溫度低一些,盡量避免熱歷史時間。
⑾一般生產加工特性  氯丁硅膠的生產加工特性關鍵決策于未硫化橡膠膠的黏彈行
為,其黏延展性隨溫度的轉變如表1-11圖示。未硫化橡膠氯丁硅膠的延展性情況在
室內溫度至79℃間,而純天然硅膠在室內溫度到100℃間。氯丁硅膠黏流動在93℃以
上,而純天然硅膠在約135℃左右。硫黃調節型氯丁硅膠用超低溫塑煉可獲得可
塑性變形,但非硫調節型的塑煉功效并不大。氯丁硅膠的煉膠溫度應該比純天然硅膠低,
不然剪切應力不足,相互配合劑分散化不動。但氯丁硅膠煉膠熱高,因此要留意冷
卻,加MgO時溫度約50℃為宜,如溫度太低MgO易結團。氯丁硅膠煉膠
易黏輥,加一些如石臘、甘油等潤滑液有利于處理。硫化劑、ZnO及推動
劑應在混煉膠中后期添加,若在密室機添加,下料溫度應在105~110℃。氯丁
硅膠最合適硫化橡膠溫度為150℃,但是因為它硫化橡膠不返原,因此能夠選用170~230℃
的高溫硫化橡膠、高溫持續硫化橡膠,如加溫室硫化橡膠、髙壓蒸汽硫化橡膠、流體力學床硫化橡膠、
固態翻轉床硫化橡膠等。
⑿氯丁硅膠與別的硅膠的并且用  氯丁硅膠能夠與純天然硅膠并且用改善生產加工特性、提升黏接抗壓強度及其改進耐屈撓和耐撕破特性;氯丁硅膠與丁苯硅膠并且用能夠控制成本,提升耐寒特性,可是耐活性氧特性、耐磨性能、耐老化隨著減少,因而必須添加抗活性氧劑,硫化橡膠管理體系選用無硫和硫黃硫化橡膠管理體系;氯丁硅膠與丁腈硅膠并且用,能夠提升耐磨性能,改善黏輥性,有利于注塑和壓出來成形;以便改善氯丁硅膠的黏輥特性,提升注塑壓出來的使用性能,能夠選用氯丁硅膠與順丁硅膠并且用,另外延展性、耐磨性能和縮小熱能夠獲得改進,但耐磨性能、抗活性氧性和抗壓強度減少;以便進一步的提升氯丁硅膠的抗活性氧特性能夠將氯丁硅膠與乙丙硅膠并且用,另外能夠改進耐溫性能。
能用來生產制造車胎胎側、耐高溫輸送帶、耐酸堿及耐溶劑浸蝕的橡膠軟管、器皿內襯、密封圈、膠棍、橡膠板,小車和拖拉機配件,電纜線、電纜線包皮過長膠,門窗密封膠條,硅膠堤壩,道路堵縫原材料、工程建筑窗戶密封條,建筑防水工程塑膠板材、一些阻燃性硅膠制品及粘膠劑等。
三、氯丁硅膠的構造
氯丁硅膠是氯丁二烯(別名2-氯-1,3丁二烯)歷經乳液聚合而得,稱之為聚氯丁二烯硅膠通稱氯丁硅膠,編號CR。氯丁硅膠是生成膠中最開始科學研究開發設計的膠種之一,最先由英國Dupont企業于1931年開發設計取得成功,現階段,該企業是全世界氯丁硅膠生產量最大者,基本上占全球氯丁硅膠總生產量的1/3。之后日本國、烏克蘭、法國、美國、荷蘭依次辦廠建成投產。在我國于1950年剛開始科學研究,1953年完工正中間實驗加工廠。1958年宣布在四川長命制藥廠辦廠建成投產,進而又在山西大同和青島市各建0.5萬噸級/年出產裝設備,并依次建成投產,現早已改建為0.7萬噸級/年的經營規?!,F階段全球出產氯丁硅膠的國家有7個,生產量1991年為40多萬噸,僅占生成硅膠總生產量的3.2%,較原來50多萬噸/年明顯下降。
2-氯-l,3-丁二烯在聚合物時,能夠轉化成α、β、μ、ω等四種不一樣的高聚物。在其中α型是分子結構鏈為線形的高聚物,構造較為整齊,具備延展性;β型為環形構造的高聚物;μ型為有支鏈和橋鍵的高聚物,無延展性,類似硫化橡膠硅膠;ω型為高寬比網狀結構或身型構造的分子結構。一般所出產的固態氯丁硅膠當屬α型聚合體,它在遇熱、光、氧功效而脆化后,其直鏈分子結構造成歧化或化學交聯,即轉換為μ型聚合體。為避免氯丁硅膠由α型向μ型聚合體轉換,一般都會在其中滲入一定的防老劑。
對于氯丁硅膠分子結構的外部經濟構造,則絕大多數是反式-1,4加持構造(約占85%),也有順式-1,4加持構造(約占10%),及其小量的1,2加持構造(約占1.5%)和3,4加持構造(約占1.0%)。氯丁硅膠分子結構中,反式-1,4加持構造的生成量與聚合物溫度相關。聚合物溫度越低,反式-1,4加持構造含水量越高,高聚物分子結構鏈排序越標準,沖擊韌性越高。而1,2和3,4加持構造使高聚物含有側基,且側基上也有雙鍵,這種側基能阻攔分子結構鏈的健身運動,對高聚物的延展性、抗壓強度、抗老化性等常有不好危害,并易造成歧化和轉化成疑膠。但是因為1,2構造的有機化學特異性較高,因而這是CR的化學交聯管理中心。
四、氯丁硅膠的構造特性  
氯丁硅膠分子結構鏈的空間布局關鍵為反式構造,其結構式為: 
式-1,4加持含水量約占85%
順式-1,4加持含水量約占15%
最先,氯丁硅膠的碳鏈盡管由碳鏈所構成,但因為分子結構中帶有電負性很大的氯分子,而使其成為旋光性硅膠,進而提升了分子結構間力,使分子式過緊,分子結構鏈軟性較弱。又因為氯丁硅膠構造整齊性較強,因此比純天然硅膠容易結晶體。次之,因為氯分子聯接在雙鍵一側的氧原子上,誘導效應的結果,使雙鍵和氯分子的特異性大幅度降低,不飽和脂肪水平大幅降低,進而提升了氯丁硅膠的構造可靠性。一般不再把氯丁硅膠納入不飽和脂肪硅膠的層面內。