野生橡膠樹的樹皮割破後,印第(dì)安人最早發現。會有一(yī)種乳狀液體流出(chū)來,稱這種液(yè)體為“caoutchout其意是樹流的淚”這種(zhǒng)橡膠乳汁內含3540%橡(xiàng)膠(jiāo)和65%60%水。乳汁中,橡膠微(wēi)粒外表吸附一(yī)層蛋白質,起到穩定(dìng)乳液(yè)的作用。這個乳狀(zhuàng)液內加入少量醋酸,橡膠即行凝固,凝固體經壓製後,就成生橡膠(jiāo)。
遇(yù)熱後, 生(shēng)橡膠性軟(ruǎn)。即變粘,機械強度很(hěn)低,遇有機溶劑後,即溶解成一種粘性膠(jiāo)狀的溶液,所以生橡膠必須(xū)經過(guò)處理後,才有實(shí)用價值。
若在生(shēng)橡膠內加入少量硫(liú), 後來發現。然後在140℃加熱幾小時,即進行硫化處(chù)理(lǐ),便可使橡膠(jiāo)由(yóu)線型結(jié)構轉化為網狀結構,此時,橡(xiàng)膠的(de)物理(lǐ)性質會發生(shēng)許多基本的變化(huà)。處置後的天然橡膠(jiāo)具有優良的彈性、機械性能、抗(kàng)曲撓性、氣(qì)密性和絕緣性,用途十分廣泛。
天然橡膠(jiāo)的結構被測定, 19001910年。化學成分是順型或反型的14-聚異戊二烯。人們(men)通常說的天然橡膠主(zhǔ)要是指順(shùn)-14-聚異戊二烯,反-14-聚異戊二烯則是(shì)天然產的另一(yī)種硬橡膠—固塔波膠。
天然橡膠結構
橡膠成為重要的戰略(luè)物資, 二次大戰期間。歐洲、北美等沒有天然資源的國家一直在千方百計發展合成橡膠。
以金屬(shǔ)鈉為(wéi)引發劑使13-丁二烯聚合的丁鈉橡膠研製(zhì)成功, 1910年。並於1932年首次(cì)大批(pī)生產。製備丁鈉橡膠的反應過程是鈉(nà)和13-丁二(èr)烯先發生電荷轉移,然後再偶(ǒu)合成雙負離子的丁二烯二聚體,接著(zhe)進行(háng)丁二烯的負離子聚(jù)合。
產(chǎn)量也遠遠超過天然橡膠, 合成橡膠(jiāo)的品種越來越多。若按(àn)用途可(kě)分為兩類:用來(lái)製備一般橡(xiàng)膠製(zhì)品的為通用合成橡膠,丁苯橡膠、順丁橡膠、乙丙橡(xiàng)膠、異(yì)戊橡膠屬於這一類。另一類是特種合成橡膠,主要用於某種特殊條件,如耐油的各種密封環、輸油管(guǎn),宇航中使用的耐高溫(wēn)和耐超(chāo)低溫的製件等(děng)。丁腈橡膠就是一種耐油的特種橡膠(jiāo)。
順丁橡膠是13-丁(dīng)二烯在齊格勒-納塔催化劑作用下通過定向聚(jù)合得到主要用途是做輪胎。
順丁橡膠結構
13-丁二烯與苯乙烯(xī)共聚可製備丁苯橡膠。
丁苯橡(xiàng)膠結構
目前產量約占合成橡膠產量的50%合成橡膠中最大的一(yī)個品種, 丁(dīng)苯橡(xiàng)膠是1933年研究成功的1937年大量投入生產。有較好的綜合性能,耐腐、耐(nài)老化等方麵(miàn)均(jun1)優於天然橡膠,但總體性能(néng)仍比不上天然橡膠。丁苯橡膠比較適合於做輪胎的外胎,製造運輸皮帶、設備、防腐(fǔ)襯裏、膠管等。
氯丁橡(xiàng)膠是由(yóu)單體(tǐ)氯丁二烯用(yòng)乳液聚合方法製成的1937年大量投入生產。
氯丁橡膠(jiāo)結構(gòu)
反應過程如下: 單體氯丁(dīng)二烯有乙(yǐ)炔法和丁二烯氯化法(fǎ)兩種工業生產方法。
氯丁二烯(xī)生產方法
因此1975年後許多國家都轉向於用此法生產。氯丁二烯具(jù)有特別好的聚合能力, 由於丁二烯氯化(huà)法在本錢、平安、單體質量等方麵均優於乙(yǐ)炔法。相同反應條件下,聚合速率比異戊二(èr)烯的(de)聚合速率高700倍。
而(ér)且具有良好的耐油性能, 氯(lǜ)丁橡膠不僅具(jù)有良好的綜合物理-機械性(xìng)能。因此它既是通用合成(chéng)橡膠,也是特種(zhǒng)合成橡膠,工業上,用做電線包皮材料、海底電纜的絕緣層、耐油膠管、墊圈、耐熱運輸帶等。
丁腈橡(xiàng)膠(jiāo)是丁二烯與丙烯腈在乳液中共聚製得的共聚反(fǎn)應式如下:
丁腈橡(xiàng)膠結構
1933年研究(jiū)成功, 丁腈(jīng)橡膠(jiāo)。1937年大(dà)批投入生產。與丁苯橡膠、氯丁橡膠一起被稱為合成橡膠(jiāo)的先驅。
但目前(qián)還未(wèi)發現12-聚合, 異戊二烯聚(jù)合按理可有12-34-與14-聚合。隻有(yǒu)34-與14-聚合(hé)。
聚(jù)異戊二烯結構
給(gěi)予它這樣一個奇特的(de)名稱是因為它具有和天然橡(xiàng)膠相同的結構特征, 順-14-聚異(yì)戊(wù)二烯被稱為人工合成的天然橡膠(jiāo)。從性能上看,雖然許(xǔ)多(duō)合成橡膠各有特色,但從通用橡(xiàng)膠所要(yào)求的全麵性(xìng)能來看,還沒有超過(guò)天(tiān)然橡膠的而順-14-聚(jù)異戊二烯與天然橡膠的性能十(shí)分接近,幾乎適用於(yú)一切天然橡膠能使用的場所。國(guó)際上用於製備順-14-聚(jù)異戊二烯的(de)催化劑有齊格(gé)勒-納塔催(cuī)化劑(TiCl4-A lR3和丁基理。國發展了稀土催化體係,可(kě)以製備純度高達96%順-14-聚異戊二烯。順-14-聚異戊二烯廣泛用於工業製品、醫(yī)療器械、體育器材、日常生活用品,主要用途是製造輪胎。
13-丁二烯的來源
工業上有(yǒu)多種的合成方法。目(mù)前由於石油工業的發展、催化劑的使用及化工技術的(de)進步(bù), 13-丁二烯是生產合(hé)成橡膠的主要原料。丁二烯的(de)主要來源是從石油裂解和脫氫而(ér)來(lái)的石油裂解產生的1-丁烯及2-丁(dīng)烯等在催化劑的作用下脫氫(qīng),發生13-丁二烯,近來更偏(piān)重於(yú)由丁烷一步脫氫,發(fā)生13-丁二烯。
丁烷脫氫法
就是利用(yòng)炔烴的活潑氫和羰基化(huà)合物(wù)在(zài)催化劑的作用下, 許多取代的丁二烯及它自身可以用一個普遍的方法製備。先發生親核加成作(zuò)用,然後氫化和失水,即得共軛雙烯(xī)。
信息來源:矽膠製品