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氯化橡胶制品的介绍以及发展史

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氯化橡胶制品的介绍以及发展史

发布日期:2017-09-29 作者: 点击:

氯化橡胶制品是由天然橡胶或合成橡胶经氯化改性后得到的橡胶衍生产品,是橡胶领域中第1个工业化的橡胶衍生物,根据英国化学公司(ICI)的资料,在为期30年的工业应用中,没有发生过一起因氯化橡胶接触而引起的中毒事件1。氯化橡胶相对密度为1.596,其吸水率为0.1到0.3,热稳定温度为130℃,可溶于芳香烃、酯类、酮类、醚类、动植物油及氯化烃溶液中,但不溶于脂肪烃、醇类和水。

2工业用氯化橡胶一般呈白色或乳黄色粉末状、片状或纤维状,氯质量分数在62~65之间,具有很好的耐热性。氯化橡胶具有很强的粘合性、耐化学腐蚀性、耐磨性、快干性、防透水性、阻燃性等。广泛应用于船舶漆、路标漆、集装箱漆、印刷油墨、建筑涂料、化工防腐涂料、阻燃涂料、汽车底盘涂层、铁路列车底盘涂料和海洋石油平台涂料的生产。这几年,粘合剂行业也开始使用氯化橡胶。氯化橡胶漆与冷固化环氧树脂涂料并列为当今世界涂料的2大体系,是国民经济和国防建设必不可少的材料。

一、氯化橡胶的生产方法

氯化橡胶通常使用氯气与天然橡胶进行氯化反应而得,因为天然橡胶的基本结构单元是异戊二烯,其化学式为(C。H),在它的分子结构中具有碳氢键和2个不饱和双键,因此在催化剂作用下,碳氢键上的氢原子易被活泼的氯原子取代,同时放出氯化氢。其氯化机理非常复杂。最基本的反应方式是游离基取代反应和亲电加成反应,此外还有氯化氢加成反应、消除反应和环化反应等。

反应大致可分为以下3个阶段:

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

2(CloHltC12)-42nC12一(CloHl3C15)-4nHCl

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

其总反应可归结为:(CloHl6)4-6nCl2一(CloHl1Cl7)-45nHCl。

1、固相法

把天然橡胶与硫酸钠磨碎混合为均匀粉末,在压力反应器内通入氯气进行氯化。氯化反应物经水洗除盐,干燥后可得到氯质量分数为60~62的粉末状氯化橡胶。

2、乳液法

将天然橡胶与氯气加压分散于次氯酸钠溶液中,配成70的乳液,通氯4h后冷却加入20氢氧化钠溶液(含氯6),得到悬浮液。此时固体物氯质量分数为54~56。再通氯2~3h后,涤、过滤、干燥,即得氯质量分数为62~65的氯化橡胶。

3、溶剂法

首先,把天然橡胶用双辊开炼机间断塑炼次,以剪切降解来大大降低其相对分子质量(由100万降至约6~7万)。将经过塑炼的胶片切约40mm×60mm的小块,投入装有四氯化碳溶解釜内,同时融入约1(以投胶量计)的偶二异丁腈(或碘)作催化剂,在用70℃温度下搅溶解成胶质量分数约5的胶体溶液。然后,带有回流冷凝器的耐腐蚀搪瓷反应釜内通氯进氯化。氯化温度60℃~70℃,直至不再产生氯氢,产品质量分数达63以上为止。反应初期后期均通入少量空气,前者能促成橡胶分子断链

阻止交联发生l后者起驱散溶液中残留氯化氢作用,氯化反应时间约为12h。氯化结束后,把氯化橡胶溶液与蒸气喷入断注满热水的塔式设备中,控制温度约90℃,相中的四氯化碳经冷凝器回收,连续排出的悬物经3相分离器排入水洗罐,用水洗至pH一5、6,随后经离心机脱水,分离出含水约70的氯橡胶湿料,经气流或沸腾干燥即得氯化橡胶成品.

二、这种新技术的优点

(1)四氯化碳的消耗定额极低,达到1995年国际环保要求;

(2)产品中四氯化碳含量极低,仅为1O一4氯化橡胶的性能与用途。

1、氯化橡胶制品的性能

氯化橡胶的平均相对分子质量为5000~20000。未增塑的氯化橡胶的拉伸强度,即使在变形速度较低的时候也很大,达到了39.24MPa,但相对伸长率极低。增塑的氯化橡胶的强度与增塑剂的类型以及增塑程度有关。如同其他的氯化聚合物一样,氯化聚合物具有很高的化学稳定性。鉴于氯化橡胶在不添加增塑剂的情况下基本上不使用,因此与强度性能一样,其薄膜的化学稳定性在很大程度上取决于增塑剂、着色剂、填料及稳定剂的类型和用量(单独由氯化橡胶生成的薄膜,坚牢而带有脆性,由于生成的膜非常薄,故这种未经增塑的聚合物只用于制造印刷油墨)。氯化橡胶和大多数高度氯化的聚合物一样,如果不添加增塑剂,则在不太适合的条件下有生成凝胶的倾向凝胶的生成机理很复杂并与所添加的配合剂的类型有关。其中带有共性的是具有自动催化性质的脱氯化氢反应,从而导致交联和凝胶的生成。大多数稳定剂的作用类似吸酸剂,并能防止自动催化反应的发生。氯化橡胶能与多种合成的或天然的树脂和橡胶并用,与树脂并用后,在大多数的情况下能使得到产物的硬度和耐磨性提高。这一点对于涂料和胶粘剂来讲都很重要。因为它要求有较高的抗蠕变性能。

2、主要用途

氯化橡胶较少用于挤塑或模压制品,其主要用途是依相对分子质量大小或粘度高低划分不同型号,适用于油墨、涂料和粘合剂等,大体上是低粘度(0.01Pa•s)产品主要用于油墨添加剂;中粘度(0.01~0.03Pa•s)产品主要用于配制涂料


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