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1、橡胶合成工艺及制备学期___________________________班级___________________________姓名___________________________学号___________________________1.橡胶的合成方法橡胶的合成方法是指依据聚合反应的性质和产品质量要求而选用的聚合体系，继而为选定的聚合体系制定相应的聚合流程、工艺参数、调控措施和控制指标。合成橡胶所用的聚合体系一般包括：单体、引发剂（或催化剂）、添加剂和反应介质。聚合反应的实施方法主要有：本体聚合、悬浮聚
2、合、乳液聚合、溶液聚合、淤浆聚合和气相聚合。淤浆聚合和气相聚合是由溶液聚合和液相本体聚合发展而来。1.1四种基本的聚合实施方法：•本体聚合:不加任何其它介质,仅是单体在引发剂、热、光或辐射源作用下引发的聚合反应。溶液聚合:单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合反应。悬浮聚合:借助机械搅拌和分散剂的作用,使油溶性单体以小液滴(直径1～10-3cm)悬浮在水介质中,形成稳定的悬浮体进行聚合。乳液聚合:借助机械搅拌和乳化剂的作用,使单体分散在水或非水介质中形成稳定的乳液(直径1.5～5μm)而聚合的反应。1.2溶液聚合1.自由
3、基溶液聚合的特点优点:体系粘度低,混合和传热容易,温度易控制,较少凝胶效应。缺点:聚合速率低，设备利用率低，链转移使分子量低，需溶剂回收。多用于聚合物溶液直接使用场合，如油漆、粘合剂、涂料、合成纤维纺丝液等。溶剂的选择溶剂对聚合活性有很大影响，因为溶剂难以做到完全惰性，对引发剂有诱导分解作用，对自由基有链转移反应。溶剂对引发剂分解速率依如下递增:芳烃、烷烃、醇类、醚类、胺类。向溶剂分子链转移:水为零,苯较小,卤代烃较大。对聚合物溶解性好→良溶剂→均相聚合→可消除凝胶效应。对聚合物溶解性差→沉淀剂→沉淀聚合→凝胶效应显著
4、。2.离子型溶液聚合采用有机溶剂。水、醇、氧、二氧化碳等含氧化合物会破坏离子和配位引发剂,单体和溶剂含水量必须低。分类:均相聚合,沉淀聚合（淤浆聚合）。离子型溶液聚合选择溶剂的原则：首先考虑溶剂化能力，即溶剂对活性种离子对紧密程度和活性影响，这对聚合速率、分子量及分布、聚合物的微结构都有影响；其次考虑链转移反应。1.3悬浮聚合体系主要组成：单体、引发剂、水、分散剂优点:传热容易,分子量高。缺点:附有少量分散剂残留物。均相悬浮聚合:苯乙烯,MMA等。沉淀悬浮聚合:氯乙烯。1.4乳液聚合单体在介质中，由乳化剂分散成乳液状态
5、进行的聚合。与悬浮聚合区别：（1）粒径：悬浮聚合物50~2000µm，乳液聚合物0.1~0.2µm（2）引发剂：悬浮聚合采用油溶性引发剂，乳液聚合采用水溶性引发剂（3）聚合机理：悬浮聚合相当于本体聚合，聚合发生在单体液滴中；乳液聚合发生在胶束中。优点：（1）以水为分散介质，粘度低，传热快；（2）聚合速率快，分子量高，可在低温聚合；（3）在直接使用乳液的场合较方便，如乳胶漆，胶粘剂，织物处理剂等。缺点：（1）需要固体产物时，后处理复杂（破乳、洗涤、脱水、干燥等）；（2）有残留乳化剂，对性能有影响。聚合场所在乳液聚合体系中
6、，存在以下几种组成：（1）少量单体和乳化剂溶于水；（2）大部分乳化剂形成胶束、增容胶束；（3）大部分单体形成液滴。单体液滴数量少，表面积小；聚合中采用水溶性引发剂，不可能进入单体液滴。因此单体不是聚合的场所。水相中单体浓度小，反应成聚合物则沉淀，停止增长，因此也不是聚合的主要场所。因此聚合应发生在胶束中，理由是：（1）胶束数量多，为单体液滴数量的100倍；（2）胶束内部单体浓度较高；（3）胶束表面为亲水基团，亲水性强，因此自由基能进入胶束引发聚合。胶束的直径很小，因此一个胶束内通常只能允许容纳一个自由基。但第二个自由基
7、进入时，就将发生终止。前后两个自由基进入的时间间隔约为几十秒，链自由基有足够的时间进行链增长，因此分子量可较大。2.橡胶的制备天然橡胶来自于橡胶树,属天然,是天然橡胶；以异戊二烯为原料生产出的叫IR,属于合成,是合成橡胶.高顺式异戊二烯橡胶其分子结构与天然橡胶相同,所以许多特性也和天然胶类似.二者的区别在于顺式结构含量的不同.但IR是合成而制的橡胶,所以其分子量大小和分布也可以控制.一般来说,高顺式异戊二烯橡胶的分子量分布较天然胶窄,所以在胶料加工过程中,配合剂分散速度快,胶料的压延、压出性能较好.
