陕西理工学学院

陕西理工学学院

题目氯化丁基橡胶及其并用胶的设计应用研究院（系）材料科学与工程学院

专业班级高分子092班

学生姓名贾大超学号0914054281 指导教师王忠

2013年05月23日

氯化丁基橡胶及其并用胶的设计应用研究

贾大超

（陕西理工学院材料科学与工程学院，高分子092，陕西汉中 723003）

指导教师：王忠

[摘要]氯化丁基橡胶具有优良的气密性、水密性以及优良的耐候性，是内胎和无内胎轮胎密封内衬不可替代的胶种。本文介绍了氯化丁基橡胶的性能以及国内外生产现状和应用领域，以及并用胶的性能有哪些优点和缺点，应用在那些领域。氯化丁基橡胶是一种含活性氯的异丁烯异戊二烯共聚弹性体它可用各种硫化体系通过异戊二烯的碳碳双键或者通过活性氯或者通过这两者进行交联其硫化胶对热和其它环境侵蚀是非常稳定的特别适于高温下使用氯化丁基橡胶的硫化通常比丁基橡胶要快些,并且还可与其它弹性体例如丁基橡胶、三元乙丙橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶和氯丁橡胶并用而起硫化。氯化丁基橡胶硫化胶除指出的独特优点外其硫化胶还保持着丁基橡胶的大部分所希望的性能它们具有优异的耐老化耐氧化和耐臭氧性能突出的曲挠稳定性低压缩永久变形良好的撕裂强度高度耐酸碱和含氧溶剂以及低的透气性由于氯化丁基橡胶硫化速度的适应性好能与其它橡胶共硫化所以可加到其它橡胶中以提高其耐热耐臭氧和耐曲挠性降低渗透性改善其它性能并且在某些情况下可降低胶料成本与此相反其它一些橡胶和再生胶也可掺到氯化丁基橡胶中以改善耐石油类润滑油和溶剂的性能降低胶料成本或者增加与高不饱和性弹性体的硫化粘着性与天然橡胶或丁苯橡胶并用的氯化丁基橡胶胶板能与通用的高不饱和性橡胶很好地粘合以保护其不受降解而降低其渗透性，尽管氯化丁基橡胶的大多数加工性能与丁基橡胶相类似但是它对热加工的敏感性更显著它的硫化速度更快，这是它的优异之处与丁基橡胶相比氯化丁基橡胶极性稍强与交联剂更易反应严格控制氯化丁基橡胶的官能度可获得良好的加工安全性和最佳的物理性能由于硫化平坦线宽所以充分硫化的硫化胶的返原性倾向很小就是延长硫化时间也是如此这个优点对厚壁制品或断面不一致的制品来说是很重要的。本文主要介绍氯化丁基橡胶的性能，以及发展前景和市场分析，氯化丁基橡胶与其他橡胶并用会有哪

些性能上的提高，而其他橡胶并用得到的并用胶应用领域。

[关键词]氯化丁基橡胶，共聚弹性体,并用设计，

Chlorinated butyl rubber and design and application

of adhesive

Ja Dachao

（Grade09,Class2,Major Polymer materials and Engineering，School of materials science and Engineering，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 72300x，Shaanxi）

Tutor:Wang Zhong

[ABSTRACT]Chlorinated butyl rubber has excellent air tightness, water tightness and excellent weather resistance, is the inner tube and tubeless tire seal lining can not be replaced by analysing. Performance of chlorinated butyl rubber were introduced in this paper and its production status at home and abroad and the application field, and what are the advantages and disadvantages with the performance of the adhesive, application in those areas. Chlorinated butyl rubber is a kind of containing active chlorine isobutylene isoprene copolymer elastomers it available various vulcanization system by isoprene carbon carbon double bond or by active chlorine or cross-linked by both of the vulcanizates is very stable to heat and other environmental erosion is particularly suitable for high temperature use chlorinated butyl rubber vulcanization are usually faster than butyl rubber, and can also with other elastomers, such as butyl rubber, epdm, natural rubber, styrene-butadiene rubber and neoprene and sulfide. Chlorinated butyl rubber vulcanizates besides points out that the unique advantages of the vulcanizates

keep most of the butyl rubber to performance their excellent resistance to oxidation and ozone aging resistance of curved bending stability low compression permanent deformation good tearing strength, highly resistant to acid and alkali and oxygenated solvent and low permeability because of chlorinated butyl rubber vulcanization rate adaptation can good with other rubber vulcanization and so can be added to other rubber to improve its heat resistance to ozone and curved flexible lower permeability to improve other performance and, in some cases, which can reduce the cost of rubber instead of other rubber and reclaimed rubber can be doped into the chlorinated butyl rubber to improve the petroleum lubricating oil and solvent resistance to reduce costs or increase and high unsaturated rubber elastomer vulcanizing adhesive property and the natural rubber and styrene-butadiene rubber and chlorinated butyl rubber rubber sheet can with general the high unsaturated rubber bonded well to protect it from degradation and reduce its permeability, although most of the processing performance and chlorinated butyl rubber butyl rubber are similar but it to replace the thermal sensitivity of the more prominent it faster, this is the good of it compared with butyl rubber chloride butyl rubber polarity slightly strong reaction with crosslinking agent are more likely to strictly control the functionality of chlorinated butyl rubber can obtain good process safety and the best physical properties due to the flat vulcanization line width so fully vulcanized vulcanizates return original sexual orientation is small is to prolong the curing time is the best point of thick wall products or inconsistent section products it is very important. Properties of chlorinated butyl rubber were introduced in this paper, and the development prospects and market analysis, chloride butyl rubber and other rubber and what are the improvement of performance, and other rubber use with glue application field.

[Key words] chlorinated butyl rubber , Copolymer elastomer ，combination design

目录

1序言 (5)

1.1 氯化丁基橡胶 (5)

1.1.1 氯化丁基橡胶简介 (5)

1.1.2发展前景 (6)

1.2.2市场分析 (6)

1.1.2氯化丁基橡胶的应用 (7)

1.2 橡胶并用 (7)

1.3 氯化丁基橡胶并用实例 (7)

1.4选题的目的 (8)

2 氯化丁基橡胶 (9)

2.1 氯化丁基橡胶特有性能 (9)

2.1.1与高不饱和橡胶的硫化粘合 (9)

2.2氯化丁基应用 (10)

2.2.1无内胎轮胎气密层 (11)

2.2.2轮胎硫化元件 (11)

2.2.3轮胎胎侧 (11)

2.2.4运输带 (11)

3 氯化丁基橡胶及其并用胶 (12)

3.1氯化丁基橡胶与天然橡胶的设计应用 (12)

3.1.1氯化丁基橡胶与天然橡胶的简介 (12)

3.1.2硫化体系 (12)

3.1.3蒸汽硫化 (12)

3.2氯化丁基橡胶与三元乙丙橡胶的并用 (13)

3.4氯化丁基橡胶与氯丁橡胶并用 (13)

3.5氯化丁基橡胶与再生胶并用 (13)

3.6氯化丁基橡胶与丁基橡胶并用 (14)

4氯化丁基橡胶的并用设计 (14)

4.1与氯丁橡胶并用设计 (14)

5总结 (17)

6参考文献 (18)

1序言

1.1 氯化丁基橡胶

1.1.1 氯化丁基橡胶简介

氯化丁基橡胶是一种含活性氯的异丁烯异戊二烯共聚弹性体它可用各种硫化体系通过异戊二烯的碳碳双键或者通过活性氯或者通过这两者进行交联其硫化胶对热和其它环境侵蚀是非常稳定的特别适于高温下使用氯化丁基橡胶的硫化通常比丁基橡胶要快些,并且还可与其它弹性体例如丁基橡胶、三元乙丙橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶和氯丁橡胶并用而起硫化。氯化丁基橡胶硫化胶除指出的独特优点外其硫化胶还保持着丁基橡胶的大部分所希望的性能它们具有优异的耐老化耐氧化和耐臭氧性能突出的曲挠稳定性低压缩永久变形良好的撕裂强度高度耐酸碱和含氧溶剂以及低的透气性由于氯化丁基橡胶硫化速度的适应性好能与其它橡胶共硫化所以可加到其它橡胶中以提高其耐热耐臭氧和耐曲挠性降低渗透性改善其它性能并且在某些情况下可降低胶料成本与此相反其它一些橡胶和再生胶也可掺到氯化丁基橡胶中以改善耐石油类润滑油和溶剂的性能降低胶料成本或者增加与高不饱和性弹性体的硫化粘着性与天然橡胶或丁苯橡胶并用的氯化丁基橡胶胶板能与通用的高不饱和性橡胶很好地粘合以保护其不受降解而降低其渗透性，氯化丁基橡胶具有优良的气密性、水密性以及优良的耐候性，是内胎和无内胎轮胎密封内衬不可替代的胶种。

1.1.2发展前景

在过去几年中, 世界丁基及氯化丁基橡胶的总消费量呈稳定增长的趋势, 年增长率一直保持在2.0% 左右"近两年需求量有所增加, 年均增长率达到约5.0% "2009年全世界丁基及卤化丁基橡胶的总消费量达到约100万吨, 其中卤化丁基橡胶的消费比例超过80.0% "预计今后几年, 世界丁基及卤化丁基橡胶的消费量将以年均约5.6% 的速度增长. 到201 4 年总消费量将达到约135万吨, 其中卤化丁基橡胶所占的比例将超过85.0% "为了满足市场需求, 未来几年,世界上尤其是亚洲地区将有多套丁基及卤化丁基橡胶装置建成投产, 其中主要有朗盛公司在新加坡新建一套10万吨/年的丁基及卤化丁基橡胶生产装置, Ex xonMobil 公司计划在沙特阿拉伯合资建设一套10 万吨/年丁基及卤化丁基橡胶生产装置, 另外还计划扩建在日本合资企业的生产能力, 使生产能力达到10 万吨/年"俄罗斯下卡姆斯克工厂计划在2012 年将生产能力扩建到20万吨/年;另外,中国将新建多套丁基及卤化丁基橡胶生产装置, 新增产能将超过25万吨/年。预计到201 4年, 全世界丁基及卤化丁基橡胶的总生产能力将超过150万吨, 生产能力将远远超过市场需求,未来的市场竞争将十分激烈。

我国丁基橡胶的研究开发始于20世纪60年代, 但由于各种原因一直没有建成工业化生产装置"1999年, 中石化北京燕山石油化工公司合成橡胶厂引进意大利Pl 公司技术, 建成到目前为止我国惟一的一套3.0万吨/年丁基橡胶生产装置, 2008年将生产能力扩建到4.5万吨/年"该装置能够生产IIR1751F 和IIR0745及IIR1751 三个牌号的普通丁基橡胶产品, 其中日日1751 属于内胎级产品,中等不饱和度, 高门尼粘度, 相当于Exxon公司的268、Bayer公司的301及俄罗斯的BK1675N产品牌号。从目前的情况看我过的氯化丁基橡胶还是主要依赖于进口，在未来的几十年内基本上是不会有太大的变化，但是随着我国对橡胶这方面的投入力度加大，将来橡胶进口的依赖将得到缓解，由于氯化丁基橡胶具有优良的气密性、水密性以及优良的耐候性，以及良好的加工性能，在未来一定会得到更广泛的应用。

1.2.2市场分析

汽车工业的发展和对汽车安全性、舒适性的进一步要求,加速了汽车轮胎子午化的技术进步及无内胎轮胎的发展。世界丁基橡胶市场需求也从1990年的540kt增加到2000年的645kt发达国家如美国、加拿大、日本和西欧等轮胎内胎已完全丁基化,而发展中国家轮胎内胎丁基化比例还较低，这些地区经济的发展,是推动整个世界丁基橡胶需求的主要力量之一。作为国民经济的支柱产业中国汽车工业正在迅速地发展,逐步向大型化、高速化、专业化发展,轮胎也随国际潮流向子午化、扁平化、无内胎化转化同时,高速公路的发展速度加快,也促进了轮胎的丁基化速度。我国内胎丁基化包括农用胎和汽车轮胎子午化比例还很低,到2005年将达到25.5%和40%。内胎丁基化和汽车轮胎子午化在今后仍有较大的发展空间,预示IIR和HIIR消费量将持续增长,尤其是HIIR的需求起主导作用。

目前我国橡胶还是主要依赖进口，而且亚洲对橡胶的需求量很大，而我国作为橡胶消费大国，却不能达到自给自足，主要是产量和质量提高不上去，如何缩小与发达国家的差距，是摆在我们面前的一个现实问题，我们要把我们的产品质量搞上去才能和发达国家竞争，其次加大橡胶产业的投入，开发新品种，提高占有率。氯化丁基橡胶仍是现在的主导，而且每年都在增长。

1.1.2氯化丁基橡胶的应用

氯化丁墓在许多工业橡胶产品中都是非常有用的，这些产品通常都具有丁基橡胶的性能长处,例如能耐受环境侵蚀和低的气体渗透性。此外,氯化丁基橡胶还具有硫化速度快,硫化系统多样性,交联键热隐定性高和能够与高不饱和橡胶共硫化等多种优点。低气体渗透性、高耐热性、优良的耐曲挠性和与高不饱和橡胶的共硫化能力相结合使氯化丁基橡胶用作无内胎轮胎气密层有特殊的吸引力。正如丁基橡胶内胎多年来的实践经验所证实的那村,保持适宜的轮胎内压能够延长轮胎的胎身和胎面寿命并使不均匀的胎面磨损减至最小。在无内胎轮胎中,气密层的低气透性是特别重要的,因为空气渗迸胎体能造成鼓泡和分层,并进而使轮胎早期破坏。

氯化丁基橡胶固有的耐臭氧龟裂和天然老化性能使它特别适用于作保护性面胶或全胎侧。增加的优良抗曲挠性着来特别有希望用于子午线轮胎胎侧,因这种转胎比斜交帘布转胎能受更大的曲挠。氯化丁基橡胶能与天然橡胶搀和同时与三无乙丙胶组成三元并用胶,氯化丁井橡胶的抗防老剂迁移污染性能使它能用于白胎侧。为了最大的抗污染,氯化丁基橡胶在弹性休中的含量至少应达75%。。此外,当肢料在与高度污染怪脸料接触的情况下在紫外光中暴露100小时后仅右轻微的变色。为了满足工厂要求,配方中的填料种类和用量可以改变。为了获得最佳耐臭氧性能,建议采用所指出的烷墓苯酚二硫化物硫化体系。

1.2 橡胶并用

橡胶工业中, 采用并用胶制造汽车轮胎等各种橡胶制品的历史已非一日。橡胶并用可以满足单一橡胶配合难以得到的性能要求。另外, 为降低成本有时也采用特种橡胶与通用二烯类橡胶并用的方法。橡胶并用时, 特别对于非相溶系橡胶的并用, 其硫化体系的选择非常重要。

1.3 氯化丁基橡胶并用实例

（1）与天然橡胶并用

氯化丁基橡胶可以以各种比例与天然橡胶并用以得到理想的胶料性能。工厂中使用的并用胶含有90%氯化丁基橡胶，10%天然橡胶，可做水胎和非常耐热的无内胎载重轮胎内胶层。小客车轮胎内胶层用的氯化丁基并用胶一般使用60-70份氯化丁基橡胶以达到高耐热性和低透气性以及接近高不饱和橡胶成分的粘着性的理想平衡性能。

（2）与丁基橡胶并用

氯化丁基橡胶与丁基橡胶的并用胶最好是用硫磺或硫黄给予体硫化。氧化锌不能单独硫化丁基橡胶而需要硫黄硫化。树脂硫化对丁基橡胶和氯化丁基橡胶都是有效的，但是往往引起卤化丁基橡胶胶料焦烧而且伸长率也低。这些应用胶最重要的特性是降低扯断永久变形，并通过提高氯化丁基橡胶用量改善热老化后的扯断强度保持率。

（3）与三元乙丙橡胶并用

氯化丁基橡胶与三元乙丙橡胶是能以各种比列相容的，并能用氧化锌-硫黄硫化体系进行共硫化。这些并用胶的性能一般在这两种橡胶的性能之间，并与并用的比例成正比。特别有意义的是往三元乙丙橡胶与通用橡胶的并用胶中加入氯化丁基橡胶。三元乙丙橡胶曾用在二元并用胶中为改进通用橡胶的耐臭氧性能。不过三元乙丙橡胶在并用胶中类似丁基橡胶，它不能与通用胶充分兼容以产生令人满意的动态性能。所以加入氯化丁基橡胶形成三元并用胶可

以大大的改善动态耐臭氧性，同时保持这些并用胶其它所需要的性能。改善高不饱和橡胶胶料的粘着力是氯化丁基橡胶的一个优点，这种优点使得并用胶能作为苛刻要求的轮胎部件例如胎侧胶和复盖胶条。

（4）与氯丁橡胶并用

在耐油性要求比单用氯化丁基橡胶所得耐油性更高的场合采用氯化丁基橡胶与氯丁橡胶并用胶是有益的。在并用胶中加入氯丁橡胶能提高耐石油基油的性能和并用硫化胶的硫化程度，共提高的程度与氯化丁基橡胶的含量有关。高度交联的硫化胶具有最好的耐油性，但是伸长率相对的降低。硫化胶的性能平衡可通过硫化体系的选择和氯丁橡胶在并用胶中的比例多少进行调整。

（5）与再生胶并用

在氯化丁基橡胶胶料中可以掺用再生丁基橡胶和全轮胎再生胶以降低成本，提高“胶料强度”，同时还可使轮胎气密层构成一种稍微粗的压延表面以利轮胎成型硫化使赶出空气。含有在生胶的气密层中，通常需要掺用天然橡胶来获得适当的粘着性。一般来说，这种并用胶的原始应力-应变性能能不能不掺杂的氯化丁基橡胶-天然橡胶并用胶相比，没有再生胶的二元并用胶就动态性能而言是优良的，并且与广泛的弹性体材料有较好的硫化粘着性能。

1.4选题的目的

氯化丁基橡胶系由丁基橡胶溶液通入氯气而制得，氯化发生在异戊二烯部分，且大部分为氯的取代反应，丁基橡胶具有的双键基本上完全保存下来，对应于每一个异戊二烯双键链节，大体上可取代一个氯原子。氯化丁基橡胶可视为异丁烯与少量氯代异戊二烯共聚物。该产品的特征比重为0.93，产品形式为白色到浅琥珀色的胶块。

氯化丁基橡胶具有良好的耐热性能，在高温长时间下的降解相对较低，性能明显高于天然橡胶。氯化丁基橡胶作为制造轮胎和减震制品的重要橡胶品种，其耐屈挠性显得十分重要氯化丁基橡胶的气透率极低，也不属于耐油橡胶，但通过适当配合可使硫化胶获得一定的耐油性，硫化越充分硫化胶的耐油性越好，所有氯化丁基橡胶与其它胶通过适当的方法相结氯化丁基橡胶具有良好的耐热性能，在高温长时间下的降解相对较低，性能明显高于天然橡胶。氯化丁基橡胶作为制造轮胎和减震制品的重要橡胶品种，其耐屈挠性显得十分重要氯化丁基橡胶的气透率极低，也不属于耐油橡胶，但通过适当配合可使硫化胶获得一定的耐油性，硫化越充分硫化胶的耐油性越好。

目前, 丁基橡胶在轮胎工业等部门成了不可缺少的橡胶原料, 是制造轮胎内胎的最好胶种。丁基橡胶是通用橡胶中价格最高的, 氯化丁基橡胶的价格比丁基橡胶更高, 且依赖进口, 供应紧张, 这给使用卤化丁基橡胶的加工企业带来巨大的困难和压力。另外橡胶加工中产生的边角废料以及使用后产生的废弃胶料也会造成环境问题。在这种情况下, 关于氯化丁基橡胶及其并用胶的应用研究也就成了我们的首要问题。合得到我们所需要的，也就是把两者的优点相结合，造出更好的、性能更优越的产品。

2 氯化丁基橡胶

2.1 氯化丁基橡胶特有性能

2.1.1与高不饱和橡胶的硫化粘合

(1)氯化丁基橡胶与高不饱和橡胶的粘着强度最低，并且破坏是发生在界面上(见表1)。这是由于高不饱和橡胶间在界面上能产生共硫化作用，而氯化丁基橡胶与高不饱和橡胶之间，由于硫化机理不同，而在界面上不能产生共硫化。影响粘着强度的因素很多，如粘合时高不饱和胶料的配方，特别是聚合物的组成及并用氯化丁基胶料中的高不饱和橡胶的种类及并用比例、硫化体系、填充剂的种类及用量等。氯化丁基橡胶与高不饱和橡胶的粘合，主要用于无内胎轮胎气密层和胎侧上，而制造轮胎主要胶种是天然胶，丁苯胶和顺丁胶，它们的并用比例直接影响与氯化丁基橡胶之间的粘着强度。

(2)提高粘合。理想的粘合应该不仅是强度高，而且破坏不在界面上而在橡胶本身。在氯化丁基胶料中并用天然橡胶时，减少高不饱和胶料中的天然胶料和增加氯化丁基胶料中的天然橡胶比例，都得不到足够高的粘着强度。这是因为用胍类硫化时，丁苯胶的硫化速度比天然胶慢得多，在面上只能发生两胶料中天然胶之间的交联，而氯化丁基胶料中的天然橡胶与高不饱和胶的丁苯胶之间却不能进行交联，当氯化丁基胶料中并用丁苯胶时，则由两者所含有丁苯胶可在界面上相互交联见(表2)，因此得到较高粘着强度。在氯化丁基胶中加入部分丁苯胶是提高粘着强度的一种方法。使用次磺酰胺类硫化时，天然胶与丁苯

胶硫化速度大体相等，这种硫化体系在并用胶料中经常被使用。

(3)五种不同硫化体系的粘合情况(见表3)。高不饱和胶料用次磺酰胺硫化时，除氯化丁基胶料采用硫脲硫化外，其粘着强度与高不饱和胶料中天然橡胶和丁苯橡胶的并用比例无关。用胍类硫化及烷基苯酚二硫化物硫化时，氯化丁基胶料中的天然橡胶并用比例在30％以上，即可得到很好的粘着强度。用次磺酰胺硫化及秋兰姆一噻啮硫化时，天然胶的并用比例必须大一些。

不同炭黑品种和用量对粘着强度的影响(见表4)。半补强炭黑及中热裂炭黑等低补强类炭黑要比高补强炭黑为好，而高耐磨炭黑中则以低结构高耐磨炭黑为好，中热裂炭黑用量非常高时亦可提高粘着强度，炭黑品种和用量的影响不一定与定伸有关。非补强白色填料和中热裂炭黑一样，也能提高粘着强度，补强性白色填料的粘着强度不高。其它，氧化镁作为氯化丁基橡胶有效防焦剂，用量多会降低粘着强度；油对粘着性能影响不大，加入适当的油反而能提高粘着性能。

2.2氯化丁基应用

已证明氯化丁墓在许多工业橡胶产品中都是非常有用的。这些产品通常都具有丁基

橡胶的性能长处,例如能耐受环境侵蚀和低的气体渗透性。此外,氯化丁基橡胶还具有硫化速度快,硫化系统多样性,交联键热隐定性高和能够与高不饱和橡胶共硫化等多种优点。这一部分简要讨论氯化丁华橡胶各种已确定的和可能的用途,并给出具体的实用胶料配方,这些配方是广泛的实验室和工厂试验的结果。选择这些配方是为了说明配合的灵活性及给出具体的建议。迸胎体能造成鼓泡和分层,并进而使轮胎早期破坏。

2.2.1无内胎轮胎气密层

低气体渗透性、高耐热性、优良的耐曲挠性和与高不饱和橡胶的共硫化能力相结合使氯化丁基橡胶用作无内胎轮胎气密层有特殊的吸引力。正如丁基橡胶内胎多年来的实践经验所证实的那村,保持适宜的轮胎内压能够延长轮胎的胎身和胎面寿命并使不均匀的胎面磨损减至最小。在无内胎轮胎中,气密层的低气透性是特别重要的,因为空气渗迸胎体能造成鼓泡和分层,并进而使轮胎早期破坏。典型的黑色气密层配方示于表 口对某些优级品轮胎,制造厂强调用浅色的、无机物填充的氯化丁基气密层胶料。对于需要有最大耐热性重型载重车胎建议用表所列的气密层胶料。

2.2.2轮胎硫化元件

轮胎硫化元件被用来成形和硫化轮胎。硫化袋必须能耐蒸汽和热水的高热和在装入和取出时的极度曲挠。还必须具各在高溉下从枪胎中取出时的良好抗撕裂性能。用多经甲墓酚醛树脂硫化的一墓换胶长期来都是作硫化囊的最好的弹性体,并且可能是为了获得最长使用寿命而选它作硫化袋县最好的。然而合有硫化树脂的丁基胶料通常都是高粘度的,为了制作厚壁硫化袋需要加热使其充分变软。许多工厂没有装备这类加热设备,这时可选用氯化丁推橡胶,因其耐热不需靠树脂硫化。氯化丁墓橡胶还有一个优点就是比树脂硫化丁基橡胶有更快的硫化速度。天然橡胶也曾用来作硫化袋,而氯化墓橡胶表现出了超过此类弹才吐体的普遍优点,即耐热和咐城化性,这就在实际上不产生表面硬化和龟裂,因而有更长的使用寿命。

2.2.3轮胎胎侧

氯化丁基橡胶固有的耐臭氧龟裂和天然老化性能使它特别适用于作保护性面胶或全胎侧。增加的优良抗曲挠性着来特别有希望用于子午线轮胎胎侧,因这种转胎比斜交帘布转胎能受更大尔.曲挤。氧化丁篆铮脸能一与夭然橡脸拷合或同时与三无乙丙胶组成三元并用胶, 用作挂背脸,包括这两类并用胶的配方说明子。烧井辈醉二琉化物硫化统最有希望使并用胶具右最大的坑曲挠性和耐臭氧性。氛化丁井橡胶的杭防老剂迁移污染性能使它能用于白胎侧为了最大的抗污染,氯介丁共艳胶在弹性休中的含量至少应达几冤。荃所示脸料是以氢化丁基10‘s与夭然检胶邢:25为其的J手用胶,具右良好的物理性能和优良的耐臭气性能。此外,当肢料在与高度污染怪脸料接触的情况下在紫外光中暴露10口小时后仅右轻微的变色

。为了满足工厂要求,配方中的填料种类和用量可以改变。为了获得最佳耐臭氧性能,建议采用所指出的烷墓苯酚二硫化物硫化体系。

2.2.4运输带

氯化丁基胶料的良好耐热、耐曲烧,抗撕裂和耐磨性能使其用作运输带,尤其是运送热物料或通过炉子和其他高侃区的运输带具有吸引力。商用氯化一基胶带窿各种使用条件下都表现出独特的性能。炭黑和无机物填充的,用氧化锌硫化的胶带正在J月来运送食品。复合结构运输带,如用耐热氯化r基橡胶包复层保护的]一苯胶带芯也是」卜常成功的。

3 氯化丁基橡胶及其并用胶

3.1氯化丁基橡胶与天然橡胶的设计应用

3.1.1氯化丁基橡胶与天然橡胶的简介

氯化丁基橡胶可以以各种比例与天然橡胶并用以得到理想的胶料性能。工厂中使用的并用胶料含有90%氯化丁基橡胶,10%天然橡胶,可做水胎和非常耐热的无内胎载重轮胎内胶层。小客车轮胎内胶层用的氯化丁基并用胶一般使用60一70份氯化丁基橡胶以达到高耐热性和低透气性以及接近高不饱和橡胶成份的粘着性的理想平衡性能。为了改善天然橡胶的耐候性,例如在胎侧胶合板中,建议氯化丁基橡胶用量高于40% ,在其它的应用中使用20份氯化丁基橡胶就可以改善耐屈挠龟裂性能。一般地说,往氯化丁基橡胶混炼胶中加入天然橡胶有如下优点:容易提高“胶料强度”和成型粘性。改善硫化粘着力。提高定伸强度和扯断强度取决于所使用的硫化体系。提高“胶料强度”和成型粘性一般地与天然橡胶的用量成正比关系。

3.1.2硫化体系

氯化丁基橡胶与天然橡胶并用胶的应力应变性能取决于两种弹性体的比例和所使用的硫化体系。

次磺酰胺硫化体系：氧化锌5.0份,硫黄2.0份,TMTDS 0.1份,santocure（N-环己基一2苯并噻唑次磺酰胺）1.2份。

肌类硫化体系：氧化锌5.0份,硫黄2.0份,二邻甲苯胍1.5份。

硫腺硫化体系：氧化锌5.0份，硫黄0.5份,二乙基硫脲2.0份。

秋兰姆一唾坐硫化体系：氧化锌5.0份,硫磺2.0份，TMTDS 0.8份，MBTS 0.8份。

烷基苯酚二硫化物硫化体系：氧化锌5.0份,Vultac5 0.8份,MBTS 1.0份。

每种硫化体系均结合基本配方使用：弹性体100份,半补强炉黑60份,硬脂酸1份。

各种硫化体系的胶料均在149℃硫化60分钟。所有硫化体系都能使氯化丁基橡胶含量高的胶料具有好的物理性能。但是其中三种硫化体系对天然胶的活性不足,尚存在缺陷。因此,对天然橡胶含量高的胶料,应该调整硫化体系的类型和硫化剂的用量才能满足需要的应力应变性能以次磺酰胺或胍类为基础的硫化体系最适合天然橡胶含量高的胶料。

3.1.3蒸汽硫化

上面讨论的氯化丁基橡胶与天然橡胶并用胶的大部分硫化体系是为在模型硫化或通过定型硫化机的压力和加热硫化而设计的。而当在直接蒸汽中硫化这些并用胶时硫化体系的选择同样是重要的。在直接蒸汽中硫化的氯化丁基橡胶一天然橡胶并用胶的耐臭氧性能看来对硫化体系以及并用胶中氯化丁基橡胶用量特别敏感。虽然从物理性能看氯化丁基橡胶含量占总生胶含量的60%就有令人满意的性能,但为得到最大的耐臭氧性和耐热性,氯化丁基橡胶含量至少应含70%到80%。蒸汽硫化的最好硫化体系是氧化锌和Vultac5和MBTS的组合。加

入少量氧化镁可以改善焦烧安全性。添加氧化镁也可得到较低定伸强度、较高撕裂强度和较软的硫化胶。

3.2氯化丁基橡胶与三元乙丙橡胶的并用

氯化丁基橡胶与三元乙丙橡胶是能以各种比例相容的,并能用氧化锌-硫黄硫化体系进行共硫化。这些并用胶的性能一般在这两种橡胶的性能之间,并与并用的比例成正比。特别有意义的是往三元乙丙橡胶与通用橡胶的并用胶中加入氯化丁基橡胶。三元乙丙橡胶曾用在二元并用胶中未改进通用橡胶的耐臭氧性能。不过三元乙丙橡胶在并用胶中类似丁基橡胶,它不能与通用胶充分相容以产生令人满意的动态性能。所以加入氯化丁基橡胶形成三元并用胶可以大大地改善动态耐臭氧性和耐DeMattia屈挠性,同时保持这些并用胶其它所需要的性能。改善高不饱和橡胶胶料的粘着力是氯化丁基橡胶的一个优点,这种优点使得并用胶能用作苛刻要求的轮胎部件例如胎侧胶和复盖胶条。

3.3氯化丁基橡胶与丁苯橡胶的并用

与天然橡胶一样, 丁苯橡胶亦可以以各种比例与氯化丁基橡胶并用。为了得到最大耐热性和耐候性,氯化丁基橡胶在并用胶中通常要占大部分。一般说来,在要求抗动态屈挠,耐热和耐臭氧的场合,丁苯橡胶和天然橡胶相比不是一种太令人满意的并用弹性体。丁苯橡胶也没有给出像天然橡胶那样高的成型粘着性,所以对于制造像轮胎那样的一些制品通常要添加一些天然橡胶。另一方面,为粘合丁苯橡胶含量高的天然橡胶-丁苯橡胶轮胎帘布层胶料,在氯化丁基并用胶中丁苯橡胶常常比天然橡胶更有效。硫黄硫化丁苯橡胶含量高达55%的并用胶具有令人满意的性能，改变促进剂可以提高高含量丁苯橡胶并用胶的物理性能。

3.4氯化丁基橡胶与氯丁橡胶并用

在耐油性要求比单用氯化丁基橡胶所得耐油性更高的场合采用氯化丁基橡胶与氯丁橡胶并用胶是有益的。在并用胶中加入氯丁橡胶能提高耐石油基油的性能和并用硫化胶的硫化程度,其提高的程度与氯丁橡胶的含量有关。高度交联的硫化胶具有最好的耐油性,但是伸长率相对地降低。硫化胶的性能平衡可通过硫化体系的选择和氯丁橡胶在并用胶中的比例多少进行调整。为了获得最大的耐油性推荐使用Permalux,NA-22和类似结构的化学药品的硫化体系。但是含有一定量(如大于25 % RHC) 氯化丁基橡胶的并用胶,其耐油性要比100%氯丁橡胶差得多。所以,这些并用胶只推荐用于中等耐油要求的场合。

3.5氯化丁基橡胶与再生胶并用

在氯化丁基橡胶胶料中可以掺用再生丁基橡胶和全轮胎再生胶以降低成本,提高“胶料强度”,同时还可使轮胎气密层构成一种稍微粗的压延表面以利轮胎成型和硫化时赶出空气。含有再生胶的气密层中,通常需要掺用天然橡胶来获得适当的粘着性。一般说来,这种并用胶的原始应力-应变性能与不掺杂的氯化丁基橡胶-天然橡胶并用胶相比,没有再生胶的二元并用胶就动态性能而言是优良的,与广泛的弹性体材料有较好的硫化粘着性能。因此,在要

求这两种性能最关紧要的场合,例如载重汽车轮胎气密层,就得推荐使用没有再生胶掺杂的氯化丁基橡胶-天然橡胶并用胶。

3.6氯化丁基橡胶与丁基橡胶并用

氯化丁基橡胶与丁基橡胶的并用胶最好是用硫黄或硫黄给予体硫化。氧化锌不能单独硫化丁基橡胶而需要硫黄硫化。树脂硫化对丁基橡胶和氯化丁基橡胶都是有效的,但是往往引起卤化丁基橡胶胶料焦烧而且伸长率也低。这些并用胶的最重要的特性是降低扯断永久变形,并通过提高氯化丁基橡胶用量改善热老化后的扯断强度保持率。往硫黄硫化的丁基橡胶中加入氯化丁基橡胶也能提高硫化速度,同时使定伸强度提高伸长率降低。

4氯化丁基橡胶的并用设计

4.1与氯丁橡胶并用设计

（1)原材料氯化丁基橡胶、W型氯丁橡胶。

（2）硫化体系秋兰姆-噻唑硫化体系（化锌 5.0份TMTDS 1.0 MBTS 2.0 ）NA-22硫化体系（氧化锌5.0份NA-22 1.0）permalux硫化体系（氧化锌5.0份permalux 2.0）生胶100份防老剂2246 1.0 硬脂酸1.0

（3）W型氯丁橡胶份：0 10 25 50 75 100 氧化镁（D型）份：1 1.25 1.75 2.5 3.25 4 氧化镁的用量随着氯丁橡胶的含量变化而变化。

（4）把氯化丁基橡胶和氯化丁基橡胶用不同的硫化体系经153度平板硫化30分钟。

（5）最后在121度的烘箱老化72小时后测他们的扯断强度和伸长率。

（6再不同的硫化时间下对硫化胶的性能进行测性，例如用一种硫化体系硫化，在不同的时间下硫化胶的性能测试结果不通进行分析。两种不同硫化体系硫化时用同样的硫化时间。还有在不同的条件下，如压力取多少，温度有定位为多少，在不同的压力和温度下对两种橡胶进行硫化，最后进行测试进行全面的分析。

秋兰姆-噻唑硫化氯化丁基橡胶-氯丁橡胶并用胶具有良好的扯断强度和伸长率并在热老化后具有良好的性能保持率

用Permalux硫化的氯化丁基橡胶-氯丁橡胶并用胶具有高的交联度,可通过高的张力模数所证实。这个硫化体系具有良好的耐油性,但是,热老化后的伸长率降低。

氯化丁基橡胶与氯丁橡胶并用胶的硫化胶,其耐油性取决于并用的组份和硫化的程度。NA-22和Permalux硫化体系产生较好的耐油性。

用NA-22硫化的并用胶,类似用Permalux硫化的那些并用胶具有高度交联硫化胶的高定伸强度和低伸长率的特征

三种硫化体系硫化的并用胶胶料,其扯断强度、伸长率、模数和硬度的变化如图所示。在这三个图上还出示了121℃烘箱老化72小时后的扯断强度和伸长率。秋兰姆-噻唑硫化体系在老化前后都能给出最高的扯断强度和伸长率。Permalux和NA-22硫化体系给出最高的定伸强度(绘制为100% 定伸强度),其硬度比秋兰姆-噻唑硫化体系稍微大些。这三种硫化体系都随着氯丁橡胶含量的增加而使模数和硬度提高,伸长率下降。

5总结

大学四年的生活快要接近尾声了，毕业设计成为我们在大学的最后一课，我们要用我们的最好状态完成它。从刚开始的查找资料到论文的初稿形成，都离不开老师的热忱的帮助。老师一次次的指导让我们学到了很多东西，不只是书本上的，还有许多在社会上很难学到的，人生就是一个不断学习的过程，不断补充自己，让自己的羽翼更加丰满。在这期间，尤其是王老师给了莫大的帮助，从刚开始帮我们一次次修改开题报告，在到论文提纲，老师总是那么认真负责。通过本次的毕业设计，让我们学到了很多，通过查资料让我们了解到了关于氯化丁基橡胶这方面的知识，他有哪些性能，应用领域，发展前景以及市场分析，我国的氯化丁基橡胶的生产情况等，与国外对比我们还有很多不足之处。一般的橡胶性能单一而且很难满足市场需求，所以并用胶成了现在组要研究的课题，它不仅具有自身的性能还同时具有另一种橡胶的性能，这就满足了产品的需要，例如氯化丁基橡胶具有低透气性，但是耐油性不是很好，我们可以与氯丁橡胶并用，可以改善其耐油。氯化丁基橡胶及其并用胶的发展前景是十分广泛，而且亚洲国家每年的橡胶需求量占全世界的40%，而且大多数依赖进口，我国也是如此，要想改善现状，必须加大橡胶产业的投入，提高产品的质量来占领市场占有率。

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