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氯化橡膠製品的介紹以及發展史

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氯化橡膠製品的介紹以及發展史

發布日期:2017-09-29 作者: 點擊:

氯化橡膠製品是由天然橡膠或合成橡膠經氯化改性後得到的橡膠衍生產品,是橡膠領域中第1個工業化的橡膠衍生物,根據英國化學公司(ICI)的資料,在為期30年的工業應用中,沒有發生過一起因氯化橡膠接觸而引起的中毒事件1。氯化橡膠相對密度為1.596,其吸水率為0.1到0.3,熱穩定溫度為130℃,可溶於芳香烴、酯類、酮類、醚類、動植物油及氯化烴溶液中,但不溶於脂肪烴、醇類和水。

2工業用氯化橡膠一般呈白色或乳黃色粉末狀、片狀或纖維狀,氯質量分數在62~65之間,具有很好的耐熱性。氯化橡膠具有很強的粘合性、耐化學腐蝕性、耐磨性、快幹性、防透水性、阻燃性等。廣泛應用於船舶漆、路標漆、集裝箱漆、印刷油墨、建築塗料、化工防腐塗料、阻燃塗料、汽車底盤塗層、鐵路列車底盤塗料和海洋石油平台塗料的生產。這幾年,粘合劑行業也開始使用氯化橡膠。氯化橡膠漆與冷固化環氧樹脂塗料並列為當今世界塗料的2大體係,是國民經濟和國防建設必不可少的材料。

一、氯化橡膠的生產方法

氯化橡膠通常使用氯氣與天然橡膠進行氯化反應而得,因為天然橡膠的基本結構單元是異戊二烯,其化學式為(C。H),在它的分子結構中具有碳氫鍵和2個不飽和雙鍵,因此在催化劑作用下,碳氫鍵上的氫原子易被活潑的氯原子取代,同時放出氯化氫。其氯化機理非常複雜。最基本的反應方式是遊離基取代反應和親電加成反應,此外還有氯化氫加成反應、消除反應和環化反應等。

反應大致可分為以下3個階段:

1(CloHl6)4-2nCl2(CloHl4Cl2)-42nHCl

2(CloHltC12)-42nC12一(CloHl3C15)-4nHCl

3(CloHl3C15)-42nC12一(CloH11C17)-42nHC1。

其總反應可歸結為:(CloHl6)4-6nCl2一(CloHl1Cl7)-45nHCl。

1、固相法

把天然橡膠與硫酸鈉磨碎混合為均勻粉末,在壓力反應器內通入氯氣進行氯化。氯化反應物經水洗除鹽,幹燥後可得到氯質量分數為60~62的粉末狀氯化橡膠。

2、乳液法

將天然橡膠與氯氣加壓分散於次氯酸鈉溶液中,配成70的乳液,通氯4h後冷卻加入20氫氧化鈉溶液(含氯6),得到懸浮液。此時固體物氯質量分數為54~56。再通氯2~3h後,滌、過濾、幹燥,即得氯質量分數為62~65的氯化橡膠。

3、溶劑法

首先,把天然橡膠用雙輥開煉機間斷塑煉次,以剪切降解來大大降低其相對分子質量(由100萬降至約6~7萬)。將經過塑煉的膠片切約40mm×60mm的小塊,投入裝有四氯化碳溶解釜內,同時融入約1(以投膠量計)的偶二異丁腈(或碘)作催化劑,在用70℃溫度下攪溶解成膠質量分數約5的膠體溶液。然後,帶有回流冷凝器的耐腐蝕搪瓷反應釜內通氯進氯化。氯化溫度60℃~70℃,直至不再產生氯氫,產品質量分數達63以上為止。反應初期後期均通入少量空氣,前者能促成橡膠分子斷鏈

阻止交聯發生l後者起驅散溶液中殘留氯化氫作用,氯化反應時間約為12h。氯化結束後,把氯化橡膠溶液與蒸氣噴入斷注滿熱水的塔式設備中,控製溫度約90℃,相中的四氯化碳經冷凝器回收,連續排出的懸物經3相分離器排入水洗罐,用水洗至pH一5、6,隨後經離心機脫水,分離出含水約70的氯橡膠濕料,經氣流或沸騰幹燥即得氯化橡膠成品.

二、這種新技術的優點

(1)四氯化碳的消耗定額極低,達到1995年國際環保要求;

(2)產品中四氯化碳含量極低,僅為1O一4氯化橡膠的性能與用途。

1、氯化橡膠製品的性能

氯化橡膠的平均相對分子質量為5000~20000。未增塑的氯化橡膠的拉伸強度,即使在變形速度較低的時候也很大,達到了39.24MPa,但相對伸長率極低。增塑的氯化橡膠的強度與增塑劑的類型以及增塑程度有關。如同其他的氯化聚合物一樣,氯化聚合物具有很高的化學穩定性。鑒於氯化橡膠在不添加增塑劑的情況下基本上不使用,因此與強度性能一樣,其薄膜的化學穩定性在很大程度上取決於增塑劑、著色劑、填料及穩定劑的類型和用量(單獨由氯化橡膠生成的薄膜,堅牢而帶有脆性,由於生成的膜非常薄,故這種未經增塑的聚合物隻用於製造印刷油墨)。氯化橡膠和大多數高度氯化的聚合物一樣,如果不添加增塑劑,則在不太適合的條件下有生成凝膠的傾向凝膠的生成機理很複雜並與所添加的配合劑的類型有關。其中帶有共性的是具有自動催化性質的脫氯化氫反應,從而導致交聯和凝膠的生成。大多數穩定劑的作用類似吸酸劑,並能防止自動催化反應的發生。氯化橡膠能與多種合成的或天然的樹脂和橡膠並用,與樹脂並用後,在大多數的情況下能使得到產物的硬度和耐磨性提高。這一點對於塗料和膠粘劑來講都很重要。因為它要求有較高的抗蠕變性能。

2、主要用途

氯化橡膠較少用於擠塑或模壓製品,其主要用途是依相對分子質量大小或粘度高低劃分不同型號,適用於油墨、塗料和粘合劑等,大體上是低粘度(0.01Pa•s)產品主要用於油墨添加劑;中粘度(0.01~0.03Pa•s)產品主要用於配製塗料


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