乙丙橡膠主鏈
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- 參考 文獻綜述前 言
乙丙橡膠(Ethylene propylene rubber),系以單烯烴乙烯、丙烯共聚成二元乙丙橡膠;以乙烯、丙烯及少量非共軛雙烯為單體共聚而制得三元乙丙橡膠。是橡膠制品工業中一項極為重要的原材料,有多種良好的理化特性。
乙丙橡膠是橡膠制品工業中一種極為重要的原材料。它是由乙烯、丙烯共聚而得的二元聚合物或由乙烯、丙烯和非共軛二烯烴單體共聚而得的三元共聚物的總稱。由于二元乙丙橡膠分子不含雙鍵,不能用硫磺硫化,因而限制了它的應用。
由于EPR分子主鏈中不含雙鍵,所以呈現出高度的化學穩定性。與天然橡膠、丁苯橡膠等其它通用橡膠相比,乙丙橡膠具有卓越的耐候性、耐臭氧性和耐熱老化性,耐化學品性和電絕緣性,因而乙丙橡膠被譽為“無裂紋橡膠”;與硅橡膠、氟橡膠等特種橡膠相比,乙丙橡膠具有較好的物理機械性能和綜合性能;此外,乙丙橡膠還具有相對密度小、高充油、高填充性及與多種高聚物有良好的相容性等優點。
由于乙丙橡膠具有許多其它通用合成橡膠所不具備的優異性能,而且單體價廉、易得,用途廣泛,因此成為20世紀80年代以來世界幾大合成橡膠品種中發展最快的一種,目前其產能和消費量僅次于丁苯橡膠和順丁橡膠而居世界第3位。
乙丙橡膠的工業化生產工藝主要有溶液聚合法、懸浮聚合法和氣相聚合法三種,其中溶液聚合工藝是當今世界上乙丙橡膠生產的主導工藝。目前,世界乙丙橡膠的生產能力總體過剩,但我國的生產能力和產量卻不能滿足國內實際生產的需求,每年都得大量進口,開發利用前景廣闊。
一、乙丙橡膠的簡述
乙丙橡膠主鏈由化學性能穩定的飽和烴組成,僅在側鏈中含有不飽和的雙鍵,所以基本上屬于一種飽和型橡膠。由于分子結構內無極性取代基,分子間內聚能低,故分子鏈可在較寬的溫度范圍內保持柔順性。乙丙橡膠的化學結構使其硫化制品具有獨特的性能。
乙丙橡膠因其主鏈是由化學穩定的飽和烴組成,故其耐臭氧、耐熱、耐候等耐老化性能優異,具有良好的耐化學品、電絕緣性能、沖擊彈性、低溫性能、低密度和高填充性及耐熱水性和耐水蒸氣性等,可廣泛用于汽車部件、建筑用防水材料、電線電纜護套、耐熱膠管、膠帶、汽車密封件、潤滑油改性等領域。
19世紀50年代納塔與意大利的Montecatini)公司以乙烯、丙烯為原料,采用齊格勒一納塔型催化體系(即有機金屬化合物和過渡金屬鹵化物)進行配位共聚合,首先成功地合成了具有優良抗臭氧和耐熱等特性的一種完全飽和的二元乙丙橡膠。1961年美國Exxon公司建成世界第一座乙丙橡膠溶液聚合工業生產裝置。1968年ENB開始作為第三單體用于工業生產,1971年美國和意大利共同開發了懸浮法乙丙橡膠合成技術并實現工業化。1996年底,美國UCC(聯合碳化物)公司在美國得克薩斯州的Seadrift興建一套91 kt/a的氣相法乙丙橡膠大型工業裝置,并于1998年1 1月建成投產,標志著乙丙橡膠生產技術取得了突破性進展。另外,美國DuPont公司于1997年建成91kt/a溶液聚合茂金屬乙丙橡膠裝置;同年日本Mitsui公司建成30kt/a溶液聚合茂金屬乙丙橡膠裝置,茂金屬催化劑成功合成乙丙橡膠,標志著乙丙橡膠進入一個嶄新的發展階段。除上述國家外,目前還有德國、加拿大、法國、俄羅斯、韓國和中國等國家可生產乙丙橡膠。
二、乙丙橡膠的性質
1、低密度高填充性
乙丙橡膠是密度較低的一種橡膠,其密度為0.87。加之可大量充油和加入填充劑,因而可降低橡膠制品的成本,彌補了乙丙橡膠生膠價格高的缺點,并且對高門尼值的乙丙橡膠來說,高填充后物理機械性能降低幅度不大。
2、耐老化性
乙丙橡膠有優異的耐天候、耐臭氧、耐熱、耐酸堿、耐水蒸汽、顏色穩定性、電性能、充油性及常溫流動性。乙丙橡膠制品在120℃下可長期使用,在150-200℃下可短暫或間歇使用。加入適宜防老劑可提高其使用溫度。以過氧化物交聯的三元乙丙橡膠可在更苛刻的條件下使用。三元乙丙橡膠在臭氧濃度50pphm、拉伸30%的條件下,可達150h以上不龜裂。
3、耐腐蝕性
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、制冷劑、洗滌劑、動植物油、酮和脂等均有較好的抗耐性;但在脂屬和芳屬溶劑(如汽油、苯等)及礦物油中穩定性較差。在濃酸長期作用下性能也要下降。...