聚氯丁二烯

聚氯丁二烯

在工業上用途很廣。1930年W.H.卡羅瑟斯研究成功用乳液聚合法製得聚氯丁二烯,1937年杜邦公司開始生產,商品名為尼歐普林Neoprene。

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正文


聚氯丁二烯
聚氯丁二烯
氯丁二烯的聚合物。通常稱為氯丁橡膠CR。它具有優良的耐油性,並有耐候性和耐臭氧老化性,對多種化學藥品穩定;抗拉強度高(300千克力/厘米2)。單體的製備 氯丁二烯(2-氯-1,3-丁二烯)的工業製法有二:
①以乙炔為原料,在氯化亞銅-氯化銨溶液的催化作用下,先生成乙烯基乙炔,然後再與氯化氫加成,生成氯丁二烯,反應如下:
聚氯丁二烯
聚氯丁二烯
②以丁二烯為原料,經高溫氯化、異構化、脫氯化氫而製得,反應如下:
聚氯丁二烯
在電能消耗、成本、安全和製得單體質量等方面,丁二烯氯化法優於乙炔法。因此,1975年以後各國大都轉向用丁二烯氯化法生產單體。
單體的性質 氯丁二烯是無色、易揮發、有麻醉性和毒性的液體;微溶於水,可溶於很多有機溶劑;熔點為-130±2℃,沸點為59.4℃,20℃時相對密度為0.958 3。它具有共軛雙鍵的一般特性,雙鍵很活潑,容易發生加成和聚合反應。其聚合速率比丁二烯高1000倍。
聚合 經乳液聚合可製得聚氯丁二烯。氯丁橡膠的相對密度為1.23;玻璃化溫度約為-40℃,其使用溫度範圍為-30~160℃,分解溫度為233~258℃,結晶溫度範圍為-35~32℃。由於氯丁二烯分子的極性較大,其乳液聚合具有兩個明顯的特徵:一是聚合可在膠束中進行,也可在乳膠粒界面或單體液滴中進行;二是聚合速率高,容易產生支化和交聯,當轉化率為40%時就出現凝膠。因此,對於氯丁二烯的乳液聚合來說,調節分子量,以減少支化和凝膠是十分重要的。常用的調節方法有二:①用調節劑調節,例如用調節劑丁(連二異丙基黃原酸酯)、碘仿和硫醇來調節,俗稱非硫調節。其調節原理是調節劑對增長鏈的鏈轉移反應。製得的產物稱為 W型通用氯丁橡膠。②用硫黃和二硫化二乙基秋蘭姆作調節劑,其調節原理是:在聚合過程中硫黃與氯丁二烯發生共聚,生成主鏈中(或支鏈中)含多硫鍵的共聚物。這種多硫鍵的鍵能低,容易斷裂,特別是在鹼性介質中,硫-硫鍵的斷裂,可被秋蘭姆加速,即:
聚氯丁二烯
聚氯丁二烯
由此達到調節分子量,減少支化的目的。這種方法生產的氯丁橡膠稱為 G型通用氯丁橡膠。通用氯丁橡膠的粘均分子量約為10萬,主鏈以反式-1,4結構為主(85%以上)。
應用 氯丁橡膠在工業上廣泛用於耐水防燃電纜、耐熱運輸帶、耐油耐腐蝕膠管、膠帶,以及膠粘劑、密封材料等。氯丁橡膠的貯存穩定性差,如硫調氯丁橡膠的室溫貯存期小於10個月,耐寒性也差;非硫調節氯丁橡膠的貯存期可延長到40個月。
改性的氯丁橡膠有:氯丁二烯與苯乙烯或丁二烯的共聚氯丁橡膠(可顯著改善其耐寒性)和低溫聚合 (5℃)的粘合型氯丁橡膠等。