合成橡胶胶乳
第二章丁苯橡胶乳液聚合生产工艺
早期丁-苯橡胶的生产采用过硫酸钾（K2S2O8 )做为引发剂，
因其分解活化能高，所以聚合温度较高， 且引发剂在 50℃时 t1/2=30h，采用 50℃高温乳液聚合，生产周期长，生产的丁-苯橡 胶性能差，较硬，称为硬丁-苯或热丁-苯。
⒉ 低温丁-苯橡胶
氧化-还原引发体系，采用反应温度为5℃的低温乳液聚合， 此法生产的丁-苯橡胶软，称为软丁-苯或冷丁-苯，产品性能优于 热丁-苯。因此，低温聚合逐渐代替了高温聚合。 目前，我国丁-苯橡胶的生产全部采用冷法生产。 二、低温乳液聚合生产丁-苯橡胶的生产工艺 ㈠丁-苯乳液聚合典型配方及工艺条件
Fe2+经氧化后变成 Fe3+，呈棕色，其浓度较高时将影响丁－ 苯橡胶的色泽。为了减少 Fe3+的浓度，工业上使用吊白块（甲醛 －亚硫酸氢钠二水合物CH2O· NaHSO3·2H2O） 作为二级还原剂， 使 Fe3+还原为Fe2+ 。相应的反应如下： 4Fe+3 + 2CH2O· NaHSO3· 2H2O（吊白块） 4Fe+2 + 2HCOOH + Na2SO4 + H2SO4 + 8H+
2
丁-苯乳液聚合典型配方
原料及辅助材料
单体 相对分子质量 调节剂 反应介质 脱氧剂 乳化剂 引 发 体 系 过氧化物 还原剂 螯合剂 电介质 丁二烯 苯乙 烯 叔-十二烷基硫醇 水 保险粉 歧化松香酸钠 氢过氧化异丙苯 硫酸亚铁 吊白块 EDTA-二钠盐 磷酸钠 二甲基二硫代 氨基甲酸钠 亚硝酸钠 多硫化钠(Na2Sx) 其它(多乙烯多胺)
⑶ 回收未反应的单体
脱除丁二烯——闪蒸器。 脱除苯乙烯——汽提塔。
合成胶乳性能剖析及涂布纸性能的影响
胶黏剂及其在纸张涂料中的应用——合成胶乳性能剖析及涂布纸性能的影响1 合成胶乳性能剖析根据胶乳对纸张涂布性能的影响以及涂布纸对胶乳特性的要求，胶乳几个最重要的性能指标是：机械、化学稳定性，黏弹性(黏弹性模量等)，成膜性能(玻璃化温度)，结构凝胶含量，粒子大小与形状，以及乳液聚合时单体的种类和方式等。
1．1 胶乳的机械和化学稳定性胶乳的机械稳定性一般通过调整搅拌后胶乳的残渣含量及起泡倍数来表征。
由于涂料在制备、涂布过程中，不断受到较强的机械搅拌或水力剪切的作用，机械稳定性差的胶乳在使用过程中可能发生破乳现象，或者产生较多泡沫，导致涂层表面有微细针孔及在压光机上出现黏辊等问题。
胶乳的化学稳定性主要是指对电解质盐的稳定性以及与涂料中其他组分的相容性。
对于一价盐类，一般胶乳的稳定性都很好，但对于二价盐类，有些胶乳中加入少量电解质会有絮凝物出现。
因而可以判定，如果胶乳的机械与化学稳定性较差，将会限制其使用范围，从而影响其应用效果。
1．2 胶乳的黏弹性聚合物胶乳具有高分子的黏弹特性，在一定温度和外力作用的环境中，胶乳不仅会像固体一样发生有形的变化，而且也会像液体一样具有黏滞性。
因此，胶乳的黏弹性对纸张涂层的结构和机械力学性质有较大的影响。
通常，纸张涂层的表面性能是通过压光来实现的，而压光主要是使涂层和原纸产生形变，从而使纸张达到一定要求的光泽度和平滑度。
压光过程中涂层与原纸的形变取决于胶乳的黏弹性能。
研究表明。
胶乳的黏弹性对涂层在压光过程中的形变有影响，尤其在高温状态下的影响更大。
涂层的压缩性与胶乳的热软化有关。
具有较高软化温度和较高弹性的胶乳能降低颜料粒子的聚集性，使涂层孔隙减少，粒子间填充紧密、分布均匀。
而压光黏辊和掉粉与胶乳的热流动性有关。
1．3 胶乳的成膜温度胶乳的玻璃化温度是表征胶乳从硬的玻璃态转变橡胶态的临界温度，是胶乳应用中的一个最重要的特性指标。
对于丁苯类胶乳来说。
通过乳液聚合单体的比例不同来调节胶乳的玻璃化温度。
橡胶百科(三十一)
图 ３ ２３ 保 护层 的分 类 －－８
粒子 的不 稳 定 化 （ 聚 ） 引 起 保 护 层 的 凝 会 弱体 化 、 粒子 冲突 和附着 问题 。实 际上 ， 为重 作 要 的性 能——稳 定性 ， 了机械 稳定性外 ， 除 还有
聚合物
一
粒 形 ＿［ 子厂 状＿ 葬
— — —
组 结 成 ＿ Ｌ结构 惫 组构 成［
（ 阴离子活性剂的吸附 ａ ）
（） ｂ 不饱和羧酸单体共聚
双 电 荷 层
常多 ， 可按 聚合 物 的分 类法 进行 分 类 。在 二次
分 类 中 ， 加有“ 用 改性 ” 羧基 化 ” 和“ 等词头 的方 式 表示 ， Ｃ Ｓ Ｒ（ 如 ．Ｂ 羧基 丁苯橡胶 ） 。 等 （ ）合 成胶乳 的特征 ２ 合 成胶乳 是水分散 体 系 的乳液 ， 和溶剂 型 相 比有若 干不 同点 。它 的优点 是无 易燃 性 和毒性 ； 聚合 物 的 聚合 度 即
橡胶 百 科 （ 十一 ） 三
王 作龄 编译
摘 要 ： 概 要 叙 述 了天 然橡 胶 和 合成 橡 胶 的 发展 历程 ， 别从 橡 胶 化 学 和橡 胶 物 理 的 角度 介 绍 了橡 分
胶 的基 本 性 质 。
关 键 词 ： 天 然橡 胶 ； 合成 橡 胶 ； 胶 化 学 ； 胶 物 理 ； 橡 橡 橡胶 工程 学 ； 材料 设 计 中图 分 类 号 ： Ｑ ３ ２ Ｔ ３ Ｔ ３ ；Ｑ ３３ 文献 标 识 码 ： Ｅ 文 章 编 号 ： ６ １ ２ ２ ２ １ ） ００ ４ －５ １ ７ — ３ （ ０ ０ １ －０ ６０ ８
ｂ 合成胶 乳 ．
合成 胶乳是 由二烯类 聚合物为 主要成 分组 成的乳 白色 微 粒 子 水 分 散体 。种类 有 丁 苯 胶 乳、 丁腈胶 乳 等 ， 们 主要 利用 其 粘接 功 能 ， 人 广 泛将它用 于纸 张加 工和纤 维处理等 用途 。 （ ）合成胶 乳的构成 与种类 如 图 ３２３ １ ——７
合成橡胶
化学性质
化学性质
合成橡胶是由不同单体在引发剂作用下，经聚合而成的品种多样的高分子化合物，单体有丁二烯、苯乙烯、 丙烯腈、异丁烯、氯丁二烯等多种。聚合工艺有乳液聚合、溶液聚合、悬浮聚合、本体聚合四种。
分类
按形成过程
按成品状态
按使用特性
按成品状态
可分为液体橡胶（如端羟基聚丁二烯）、固体橡胶、乳胶和粉末橡胶等。
合成橡胶
人工合成的高弹性聚合物
01 发展历史
03 特点 05 化学性质
目录
02 定义 04 物理性质 06 分类
目录
07 生产工艺
09 重要橡胶介绍
08 发展
基本信息
合成橡胶，又称为合成弹性体，是由人工合成的高弹性聚合物，是三大合成材料之一。其产量仅低于合成树 脂（或塑料）、合成纤维。分类方法多样，发展历史悠久，有着广阔的研究前景。
后处理
后处理是使聚合反应后的物料（胶乳或胶液），经脱除未反应单体、凝聚、脱水、干燥和包装等步骤，最后 制得成品橡胶的过程。乳液聚合的凝聚工艺主要采用加电解质或高分子凝聚剂，破坏乳液使胶粒析出。溶液聚合 的凝聚工艺以热水凝析为主。凝聚后析出的胶粒，含有大量的水，需脱水、干燥。
发展
1
工业发展史
2
诞生
生产工艺
聚合过程
单体生产
后处理
单体生产
合成橡胶的基本原料是单体，精制常用的方法有精馏、洗涤、干燥等。
聚合过程
聚合过程是单体在引发剂和催化剂作用下进行聚合反应生成聚合物的过程。有时用一个聚合设备，有时多个 串联使用。合成橡胶的聚合工艺主要应用乳液聚合法和溶液聚合法两种。时下，采用乳液聚合的有丁苯橡胶、异 戊橡胶、丁丙橡胶、丁基橡胶等。
浓缩胶乳生产工艺
浓缩胶乳生产工艺
浓缩胶乳生产工艺是指将纯净的天然橡胶乳或合成橡胶乳经过一系列的工艺处理，除去其中的大部分水分，得到含有高浓度橡胶乳的产品。
浓缩胶乳的生产工艺可以分为以下几个步骤：
1. 橡胶乳的调配和过滤：首先，将天然橡胶乳或合成橡胶乳与其他添加剂（如硫化剂、抗氧剂、增塑剂等）按照一定的配方比例进行混合。
然后，将混合好的橡胶乳通过滤网过滤，去除其中的颗粒杂质，使橡胶乳更加纯净。
2. 毛胶浓缩：将经过调配和过滤的橡胶乳，通过加热和蒸发的方式，将其中的大部分水分蒸发掉，得到浓缩的胶乳。
通常使用蒸汽加热的方式，加热时要适当控制温度，避免橡胶乳过热或煮沸。
3. 脱水和冷却：经过浓缩的胶乳中仍然含有一定的水分，需要通过脱水的方式将水分进一步去除。
通常使用离心脱水机进行脱水，将浓缩胶乳放入离心机中，在高速旋转的离心力的作用下，将水分分离出来。
经过脱水后，得到的胶乳还需要经过冷却处理，使其降至常温。
4. 包装和质检：最后，将经过冷却的浓缩胶乳进行包装，一般常用的包装方式是桶装或袋装。
在包装之前，还需要对浓缩胶乳进行质量检测，确保产品符合相关标准和规定。
浓缩胶乳生产工艺的优势在于可以减少橡胶乳中的水分含量，提高胶乳的质量稳定性和储存稳定性。
此外，浓缩胶乳还可以方便地进行运输和储存，减少运输和储存成本。
不过，浓缩胶乳生产工艺也存在一定的复杂性和技术要求，需要严格控制各个环节的参数和条件，以确保浓缩胶乳的质量和稳定性。
合成橡胶-丁苯橡胶
溶聚丁苯橡胶
• E-SBR生产单体不能全部反应，需要回收 精制，S-SBR单体可全部反应，无需回收 精制。 • S-SBR与E-SBR相比，乙烯基分布窄，支 化度较小。 • E-SBR通过单体在皂类、促进剂及其它改 性剂的水溶液中进行乳液聚合制备，与绿 色化工的要求有一定差距。
溶聚丁苯橡胶
• S-SBR硫化速度比E-SBR快10%－20%； 焦烧安全期相同，可减少硫化剂的用量， 缩短硫化时间，从而降低硫化胶的成本。 • E-SBR中橡胶的含量为93%，其余为皂类 和有机酸，S-SBR中橡胶的含量高达99%。
乳聚丁苯橡胶
乳化剂：种类和用量 • 歧化松香酸皂：催化歧化破坏其共轭双键。 歧化松香酸钾、歧化松香酸钠 • 脂肪酸皂：C12－C18脂肪酸，月桂酸等。 • 冷法：脂肪酸皂+歧化松香酸皂混合使用， 以提高十六碳以上脂肪酸皂的溶解性能。 • 用量：必须高于临界胶束浓度（CMC）。 增加：胶束浓度增大，聚合速率加快； 降低：胶乳粒径增大，稳定性变差。
溶聚丁苯橡胶
• 我国汽车燃油税政策的出台及征收标准
美国30%,日本120%,德国260%,法国300%
• 平均燃料经济指标（CAFE）：美国
1992年，8.55L/100km 1996年，6.80L/100km 2001年，5.85L/100km
• 我国高速公路的建设及车辆时速限制规定 的调整。 • 国内产品的适应性及装置的利用率
絮凝剂：增加了废水的污染程度。 • 盐-酸凝聚体系： 盐：氯化钠、氯化钙。 酸：乙酸、硫酸、盐酸。 酸凝聚：结块大、粘性大。 盐凝聚：用量大、细屑多、损失大。 • 高分子絮凝剂-硫酸凝聚体系： CA：二腈二胺甲醛缩合物 PA：聚胺类化合物
乳聚丁苯橡胶
橡胶的分类及介绍分解
橡胶的分类及介绍分解
橡胶，又称橡胶，是由自然界中的具有可延伸性的液体粘合物组成的
合成树脂，主要由橡胶聚合物，辅酶剂，填料，添加剂，助剂组成。
其具
有非常优异的耐磨性，耐高温，耐油，耐酸，耐碱，耐气候性，密封性，
拉伸性等极高特性。
橡胶分类：
一、根据自然与合成分类：
1.天然橡胶：也称为天然胶乳，是从木质针叶树实质中抽汁取得的，
性能稳定，耐酸碱，耐油，抗氧化，但价格较贵，使用广泛。
2.合成橡胶：合成橡胶是由石化材料经化学反应，加入化学改性剂，
调节耐油，抗氧化等性能而生产的，有两大类：硫丁橡胶和无硫橡胶。
二、根据硫化特性分类：
1.硫丁橡胶：也称为硫丁醇橡胶，是经常用于制造橡胶制品的硫化橡
胶型号，是由丙烯酸丁酯，硫丁醇，尿素勃兰及助剂等按一定比例混合经
加热硫化后而得到的。
它有优异的抗氧化性，耐磨性，耐油性，耐酸碱性，但其价格较贵，使用面积有限。
2.无硫橡胶：是由丙烯酸酯与其他热塑性高分子经加热熔融等物理方
法制成的，其分子结构不含硫键，抗拉伸，耐热，机械强度高，硬度高，
但易老化，价格较低，广泛应用。
合成橡胶化学式
合成橡胶化学式合成橡胶化学式N2O、 R1（分子式为： C6H5O2、 C8H7O2）。
按结构可分为异戊二烯系、顺丁橡胶系、丁基橡胶系三类；按硫化方式可分为非硫化橡胶、半硫化橡胶；按合成原料可分为天然橡胶、合成橡胶两大类。
1．丁基橡胶：由丁二烯和丙烯腈共聚而成，又称白色合成橡胶。
聚丁二烯系合成橡胶（通称为橡胶）。
无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐磨性，耐油性和一定的化学稳定性，可耐较高的温度。
但不耐强酸强碱，抗氧化性差。
主要用于制造耐油橡胶制品，如胶鞋、胶布、海底电缆防护套等。
2．天然橡胶：由橡胶树采下来的胶乳经凝固、干燥和加工后制得。
淡黄色或褐色固体，表面光滑，有弹性。
具有较好的化学稳定性和耐磨性。
但强度低，易老化，吸水性大，易溶于二氯乙烯、氯仿等溶剂，易燃烧，发烟量大。
主要用于制造耐磨橡胶制品、胶管、胶带及汽车、拖拉机的零部件。
聚丙烯是当今世界上深受欢迎的通用型热塑性弹性体。
它具有很高的抗拉强度、弹性、耐磨性和尺寸稳定性。
与天然橡胶相比，它具有更好的耐寒性、耐臭氧性和耐候性，并且其在结构上具有可设计性和可调整性。
聚丙烯生产过程无废水产生，几乎所有产品都能回收利用。
因此，聚丙烯是一种环境友好材料。
R、 R1和H2——丙烯腈---丙烯酸丁酯。
R1——丁二烯与丙烯腈的共聚物。
H2——丙烯腈-苯乙烯共聚物。
聚丙烯合成橡胶制品广泛应用于日常生活和国民经济各部门。
它的用途遍及农业、建筑、轻工、汽车、石油化工、冶金、电力、纺织、国防、医药、食品、交通运输等各个领域。
合成橡胶是指用合成方法生产的具有可塑性和弹性的高分子材料。
天然橡胶和合成橡胶是生产轮胎和其他橡胶制品的主要原料。
合成橡胶种类繁多，性能各异，用途不同，加工方法也不一样。
合成橡胶除了具有天然橡胶的特点和用途外，还有如下特点：耐高温、耐油、耐酸碱、耐溶剂、难燃、耐磨、耐撕裂、气密性和抗辐射性能好。
合成橡胶以丁苯橡胶和顺丁橡胶产量最大，乙丙橡胶产量居第二位，异戊橡胶产量近年来有较快增长，热塑性弹性体则以聚氯乙烯、聚丙烯和聚乙烯产量较大。
小ME知识讲堂：合成橡胶和天然橡胶的区别
⼩ME知识讲堂：合成橡胶和天然橡胶的区别天然橡胶与合成橡胶性能⽐较天然橡胶：主要来源于三叶橡胶树，当这种橡胶树的表⽪被割开时，就会流出乳⽩⾊的汁液，称为胶乳，胶乳经凝聚、洗涤、成型、⼲燥即得天然橡胶。
优点：弹性极⼤，有⾮常好的机械强度、抗折、耐磨、耐挠曲，有较好的透⽓性，可塑性和⼯艺加⼯性能好。
缺点：不耐⽼化，耐热性和热稳定性差，耐碱但不耐强酸，耐油、耐溶剂性能差。
综合性能好，⼴泛⽤于轮胎、胶带、胶管、胶鞋及其他橡胶制品。
合成橡胶：是由⼈⼯合成⽅法⽽制得的，采⽤不同的原料（单体）可以合成出不同种类的橡胶。
1900年～1910年化学家C.D.哈⾥斯（Harris）测定了天然橡胶的结构是异戊⼆烯的⾼聚物，这就为⼈⼯合成橡胶开辟了途径。
1910年俄国化学家SV列别捷夫（Lebedev，1874－1934）以⾦属钠为引发剂使1，3－丁⼆烯聚合成丁钠橡胶，以后⼜陆续出现了许多新的合成橡胶品种，如顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶等等。
合成橡胶的产量已⼤⼤超过天然橡胶，其中产量最⼤的是丁苯橡胶。
丁苯橡胶：优点：耐热、耐油、耐磨、耐⽼化性能优于天然橡胶。
缺点：机械性能、耐寒性、可塑性和⼯艺加⼯性能较天然橡胶差。
主要⽤于制造轮胎、胶板、胶鞋等。
丁腈橡胶：有优异的耐油性，耐热性优于天然橡胶和丁苯橡胶。
⼴泛⽤于各种耐油橡胶制品。
丁基橡胶：优点：⽓密性极好，耐热性好，耐⽼化性好，减震性好，耐酸、碱和耐溶剂性强。
缺点：碳化速度慢，⼯艺性能较差。
⽤于制造轮胎内胎、⽔胎、耐热、耐⽼化垫⽚，化⼯容器衬⾥，减震制品、胶管、运输带等。
氯丁橡胶：优点：耐⽼化性极好、耐热性、耐燃性好，耐油性仅次于丁腈橡胶，⽽优于其他通⽤橡胶，耐酸碱性能好。
缺点：耐寒性差，贮存稳定性差，加⼯不易控制。
⽤途极为⼴泛，⽤于制造各种耐油、耐⽼化、耐热、耐燃、耐化学腐蚀橡胶制品。
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胶乳制品工艺学名词解释·短篇·
胶乳制品工艺学名词解释·短篇·乳液：聚合物以乳状液形式分散在水中形成的稳定水乳液体系。
胶乳：高聚物粒子分散在水介质中所形成的相对稳定的胶体分散体系。
配方设计：据胶乳制品的使用特点，选择适宜的原料，确定配合剂与原料胶乳的配方比以达到所需性能要求的配比方案。
合成胶乳：由单体通过乳液聚合法制成的聚合物粒子的水分散体，再采用酸膏化法，附聚法等使橡胶粒子增大而浓缩。
人造胶乳：将溶液聚合等所得的高聚物，再经乳化再分散而得。
胶乳用配合剂：凡在胶乳应用过程中所需添加的各种辅助化学品。
胶乳配合：将各种预先制备好的配合剂的溶液、水分散体和乳化液与已处理过的胶乳进行混合均匀地过程。
辐射硫化法：采用放射性同位素或电子加速器产生的高能辐射线，使橡胶分子交联的方法。
凝胶：往胶乳中缓慢加入电解质，可使胶乳粒子缓慢去稳定而在个别地方粘合起来，形成网状结构的聚集物。
胶凝：在电解质或其他去稳定物质作用下，胶乳由稳定的水分散体变为凝胶过程凝固：一定条件下，胶乳由稳定状态向其反面转化的过程。
有机过氧化物硫化法：利用有机过氧化物受热裂解而产生的自由基夺去橡胶分子中的a-次甲基的氢原子，使橡胶分子产生自由基，两个这样的自由基相结合，便生成交联橡胶。
凝固剂：凡能使胶乳失去稳定性而发生凝胶、凝固的物质热敏化法：在配合胶乳或硫化胶乳中加适量的热敏化剂，使胶乳在较低的温度下相对稳定。
而当胶乳受热，并温度升高至预定热敏温度时，将快速产生胶凝隔离剂：胶乳制品无论是处于湿凝胶态还是处于干胶膜态都会有不同程度的粘搭，凡是使这种互相粘搭性减少的物质两次离心天然胶乳：将氨保存新鲜胶乳先离心一次，在加约一倍清水稀释此离心胶乳，然后第二次离心，进一步除去非胶物质而得干基配方：以原料胶乳中干胶质量100作基准，配合剂均以干质量份数表示的配方湿基配方：以胶乳和配方剂湿料的相对质量表示的配方生产配方：以配合胶乳总质量和总固体含量为基准，求出每次实际需要的胶乳及各种配合剂的湿重和用水量表示的配方硫化剂：凡是能与橡胶发生硫化反应或使之交联的物质熟成：胶乳配合后在室温下静置贮存一段时间胶乳硫化：指橡胶在胶乳状态下进行硫化表面活性剂：由非极性的亲油基和极性的亲水基两部分组成，能显著降低体系的界面自由能分散剂：吸附在液-固界面，能显著降低两相得界面张力，使固体微粒能均匀地分散在液体中，且不再重新聚集的物质乳化剂：能吸附与液-液两相界面，并显著降低两相界面张力，使两个或两种以上互不相溶的液体形成均匀而稳定的乳状液的物质湿润剂：能增加水对粉状配合剂的湿润能力或增加胶乳对织物等的渗透和扩散能力的物质消泡剂：防止配合胶乳产生气泡，或使生成的气泡不能继续存在的物质凝胶的脱水收缩：凝胶形成后，将其放置或泡水时，便开始渗出微小的水珠，且逐渐合并而成一个液相；与此同时，凝胶本身的体积缩小的过程胶乳的成膜过程：指橡胶粒子由分散的不连续性变成连续的胶膜的过程增稠剂：凡能增加胶乳粘度，改进工艺性能的物质稳定剂：凡能增强胶粒表面电荷、保护层、水合度以免胶乳产生凝固的物质1胶乳制品的产品类型可分为纯胶制品和非纯胶制品两大类。