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丁基橡胶的发展和应用

       丁基橡胶(IIR)是合成橡胶工业发展史上第一个高饱和的橡胶品种。少量异戊二烯的引入是为了获得可供硫化的双键,由于结构上的特点,丁基橡胶因其极低的透气性和优良的耐热老化性能,在制造高速轮胎上独树一帜。近年来,随着无内胎轮胎的出现,气密层替代内胎发挥了保压和阻隔性能。轮胎的气密层除要求有良好的气密性和耐老化性能外,还要求有良好的粘结性和与其它胶料的共硫化性能。这样就使得丁基橡胶(XIIR)获得了迅速的发展。虽然丁基橡胶的高饱和度具有许多优点,但也限制了其与聚二烯烃橡胶的并用。另外,分子中缺少极性基团也使其与金属或橡胶的粘合性能差。随着合成橡胶工业的发展和应用的需要,丁基橡胶已发展成拥有衍生橡胶、改性橡胶、热塑性弹性体和热塑性硫化胶等品种的通用橡胶,其发展前景十分看好。

  卤化丁基橡胶

  卤化丁基橡胶可分为氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶两类。丁基橡胶卤化后除产生额外的交联位置外,同时也增加了双键的反应性。卤化丁基橡胶除保留了丁基橡胶的低透气性、高减震性、耐老化性、耐候性、耐臭氧性和耐化学性等特性外,还增加了普通丁基橡胶所不具备的以下特性:硫化速度快、与天然橡胶和丁苯橡胶相容性好、与天然橡胶和丁苯橡胶的粘合性改善、可单独用氧化锌硫化、有更好的耐热性,以卤化丁基橡胶内胎代替NR 内胎其经济效益非常显着,有效地提高了轮胎的耐久性。

  溴化丁基橡胶

  溴化丁基橡胶(BIIR)的制备方法分为干混炼法和溶液法两种。干混炼法可分别把N-溴代琥珀酰亚胺10%、二溴二甲基乙内酰脲7.5%或活性碳吸附溴(31.2%重量比)30%加入到开炼机上的丁基橡胶中进行热混炼而制得;溶液法是将丁基橡胶溶解于氯化烃溶剂,再通过加入3%的溴而制得。该溴化过程是持续的,其产品质量均匀且稳定。溴化丁基橡胶有更多的活性硫化点,硫化速度快,与不饱和型橡胶能更好地粘合,有更高的耐老化性,较低的焦烧安全性。随着我国轮胎工业的发展,尤其是轿车轮胎向子午化、无内胎化和扁平化方向发展,对其气密层的气密性的要求越来越高。溴化丁基橡胶以其气密性、粘合性和耐老化性好以及硫化速度快等优点,已在我国轿车轮胎气密层中大量应用。其次,溴化丁基橡胶还可大量用于容器的衬里、药品瓶塞和胶垫等。溴化丁基橡胶由于其优异的气密性,一直在橡胶行业中独树一帜,但在对气密性要求更加严格的航空航天和高真空系统等应用领域,普通BIIR 的气密性显然不能满足要求。而将片状纳米有机粘土(OMMT)以纳米尺寸分散于BIIR 中,纳米厚度分散层具有非常大的形状目数,填料和基质橡胶的气密性优势相得益彰,得到的气密性更加优异,综合性能更好的纳米溴化丁基橡胶的应用范围会得到有效扩大。

  氯化丁基橡胶

  氯化丁基橡胶(CIIR)的制造方法分干胶混炼氯化和溶液氯化两种方法。前者是在开炼机上把吸附了氯气的活性碳或其它氯化剂混入丁基橡胶中经加热和混炼后制得。后者是先将橡胶溶于四氯化碳、氯仿或己烷等溶剂中,然后在常温下通入氯气进行氯化即制得氯化丁基橡胶。由于该工艺已实现连续氯化生产,所以已成为主要的生产方法。

  极性氯原子的引入可克服丁基橡胶硫化速度慢、粘合性差、与高不饱和橡胶难于共硫化等问题。该胶能以单独使用或并用方式制造汽车或重型卡车无内胎轮胎的气密层、浅色或白色胎侧、内胎、胶带、胶管、密封、绝缘或粘合等胶料。目前我国生产的氯化丁基橡胶的品种比较少,在耐寒、耐热、共聚胶粘剂、易加工型及胶乳多样化等品种方面,基本上属于空白。国外产品牌号多达20~30 个,且有许多专用牌号,而我国仅有不到10 个牌号的品种,在国际市场上的竞争力明显薄弱。


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