高吸水性树脂的结构与性能的关系

高吸水性树脂的结构与性能的关系

摘要:

高吸水性树脂是具有三维空间网络结构的一种聚合物，其吸水的原理是在水中时，聚合物的内外存在渗透压，使水能自发的进入聚合物，与聚合物中的强亲水基团结合，形成稳定的溶胶，从而使该聚合物具有一定的吸水和保水能力。

关键词: 网络结构强亲水基团吸水保水

1、高吸水性树脂的简介

高吸水性树脂又称为超强吸水剂(Super Absorbent Polymer，简称SAP)，是一种含有羧基等强亲水性基团并具有一定交联度的水溶胀型高分子聚合物。与传统吸水材料如海绵、纤维素、硅胶相比，它不溶于水，也不溶于有机溶剂，却又有着奇特的吸水性能和保水能力，同时又具备高分子材料的优点。高吸水性树脂的吸水量高，可达到自重的千倍以上[1-3]，而且保水性强，即使在受热、加压条件下也不易失水，对光、热、酸碱的稳定性好，还具有良好的生物降解性能。高吸水性树脂的开发与研究只有几十年的历史。1966年，美国农业部北部研究中心的G. F. Fanta等人制得了最早的高吸水性树脂，部分水解的淀粉接枝丙烯腈共聚物。引起了各国研究者们的浓厚兴趣，此后高吸水性树脂逐渐成为一个独立、新兴的科研领域。由于高吸水树脂其独特优良的吸水性能使其也得到了广泛的应用，美国、日本、德国、法国等发达国家一直走在前列，到上世纪80年代已实现了工业化生产。我国是从上世纪80年代开始这方面的研究，1982年中科院化学研究所的黄美玉等人在国内最先合成出聚丙烯酸钠类高吸水性树脂，目前国内研究高吸水性树脂的专利和文献报道层出不穷，但在工业化及应用研究方面与国外还有很大差距。

高吸水性树脂的分类可以分为淀粉系列、纤维素系列、合成树脂系列及其它天然物及其衍生物系列。其中最常见的是淀粉系列。

2、高吸水性树脂的结构

绝大多数高吸水性树脂的主链或接枝侧链上含有羧基、羟基等强亲水性官能团，这些亲水基团与是的亲和作用是其具吸水性的最主要内因。同时应

该指出的是，两种或多种单一组成的吸水性树脂混合并不能大幅度提高它们的吸水能力，而是应该将不同单一基团的物质进行共聚，使每一个分子链上具有不同的亲水基团[4]。从物理结构看，要实现其高吸水，树脂必须是一个低交联度的三维网络，网络的骨架可以是淀粉、纤维素等天然高分子，也可以是合成树脂（如聚丙烯酸钠类）。值得提出的是，部分结晶的直链亲水性聚合物不需要交联，只要控制结晶度的大小就可以成为超强吸水剂[4]。从微观结构看，高吸水性树脂的微观结构也因其合成体系不同而呈现出多样性：如黄美玉等[5]研究的淀粉接枝丙烯酸呈海岛型结构，L.Sakata[6]等研究的纤维素接枝丙烯酰胺呈蜂窝型结构，而部分水解的聚丙烯酰胺树脂则呈粒状结构等。

日本的吉武敏彦认为[7]，高吸水性树脂是具有像ABS塑料那样的岛屿型微相分离结构，在聚乙烯醇—丙烯酸盐嵌段共聚物中，丙烯酸盐就像无数的小岛分布在聚乙烯醇的大海中。对于淀粉—聚丙烯酸盐接枝聚合物来说，聚丙烯酸盐是岛，而淀粉是海，淀粉使聚丙烯酸盐不溶于水而本身吸水作用不大。

3、高吸水性树脂的吸水理论

3.1 结构理论

高吸水树脂是一种三维网络结构，不溶于水而大量吸水膨胀形成高含水凝胶，它吸水既有物理吸附，又有化学吸附，可神奇的吸收成百上千倍的水，它具备这种吸水性和保水性的特性，其分子中必须含有强吸水性基团和一定的网络结构，即具有移动的交联度。实验表明：吸水基团极性越强，含量越多，吸水率越高，保水性也越好。而交联度需要适中，交联度过低则保水性差，尤其在外界有压力时水很容易脱去。

从网络结构方面来看，高吸水性树脂是轻度交联的空间网络结构，是由化学交联和高分子链间的相互缠绕等物理交联构成的。因此，当它吸水时，可以看成是一种高分子电解质组成的离子网络和水的构成物。在这种离子网络中，存在可移动的离子对，它们是由高分子电解质的离子组成的。

对于亲水基团是离子的离子型高吸水性树脂，与水接触时，会导致离子型亲水基团的电离，同时亲水基团与水分子的水合作用也使高分子网状结构扩张。如果阴离子固定在聚合物链上，阳离子是可移动飞，则阳离子向外扩

散后，形成的阴离子间的静电斥力也促使网络内外结构扩张。而为了维持电中性，阳离子不能自由向外部扩散，导致阳离子在树脂网络内外的浓度差增大，从而造成网络结构内外产生渗透压（吸水的关键），使得水分子进一步渗入。随着网络扩张，其弹性收缩力也在增加，将逐渐抵消离子间的静电斥力，最终达到吸水平衡。由此可见，高分子网络结构的亲水离子是不可缺少的，它起着张网作用，同时导致产生渗透功能，亲水离子对是高吸水性树脂能够完成吸水全过程的动力因素，高分子网络结构特有的水合离子是高吸水性树脂提高高吸水能力加快吸水速度的另一个重要因素。

高吸水性树脂的微观结构因合成体系的不同而呈现出多样性：一是水分子与树脂高分子中电负性强的氧原子形成氢键结合；二是水分子与疏水基团的相互作用；三是水分子与亲水基团的相互作用。K.Nakamura[8]等用DSC，NMR 法分析树脂凝胶中水的结合状态，结果发现水在树脂中是以三种状态存在，即不冻结结合水，冻结结合水，自由水，其中大量为自由水。表明了高吸水性树脂是高度扩展的交联网络，网络内外的渗透压是树脂大量吸水的关键。

例如，对于聚丙烯酸钠类高吸水性树脂来说，由于分子链上亲水性的羧酸钠基团容易离解，故当树脂吸水或在水中溶胀时就会扩张。当水浸入高分子链网络结构时，羧酸钠基团的钠离子离解成羧酸基。这样，由于阴离子之间的排斥，高分子链进一步扩展，从而使树脂的三维网络中又容纳进很多水。

3.2 溶液热力学理论

高吸水树脂与水相界面两侧的化学势不同，使高吸水树脂表现出亲水性或憎水性，其吸水机理可用热力学理论表示为：

ΔG m=G1?G10 (1)

式（1）中：G1为高聚物溶液中溶剂的自由焓；G10为纯溶剂的自由焓。用化学势表示为：

Δμ1m=μ1?μ10 (2)

式（2）中，Δμ1m（或ΔG m）为水在聚合物中的化学势与水的化学势之差；μ1为水在聚合物中的化学势；μ10为水的化学势。当Δμ1m（或ΔG m）>0时，聚合物具有憎水性；当Δμ1m（或ΔG m）<0时，聚合物具有亲水性，水分子可以自发进入聚合物。林润雄[9]等根据高聚物的结构，依似晶格理论推导出交联高聚物的溶剂化学势为：

?μ1m/RT=lnφ1+φ2+x1φ22 (3)

φ2分别表示溶剂和高聚物的体积分数；x1为溶剂—高聚式（3）中，φ

1、

物相互作用参数；R为理想气体常数；T为绝对温度。当和环境蒸汽压达到平衡时，式（3）可以用来说明高聚物吸湿程度。以相对湿度为80%的吸湿量计算了蒸汽相与聚丙烯酸钠相对移动是稳定的，表现出亲水性。因此，聚丙烯酸钠具有高吸水性[10]。

4、展望

由于高吸水性树脂是具有三维网络结构的聚合物，它可以被溶胀，但不能被溶解，也不能被熔融，加之聚合物的制备方法普遍采用自由基聚合，所得产物结构成分比较复杂，使高吸水性树脂的结构难于表征，目前所开发和采用的高吸水性树脂的结构表征手段，主要是对其聚集态结构、结构单元的化学组成等方面的结构表征，而关于高吸水性树脂的结构单元键接方式、键接序列、高吸水性树脂中高分子链形态等方面的表征研究很少，有些甚至鲜见报道。结果使高吸水性树脂的结构与性能关系研究远远滞后于其它方面的研究。因此，只有改进和完善对高吸水性树脂的结构表征手段，才能从分子水平上对高吸水性树脂的制备进行设计和控制[11]。

(1)高吸水性树脂结构单元的键接方式、键接序列等链结构的表征，应当借鉴其它线性高分子化合物的表征方法和技术，充分拓展裂解气相色谱、核磁共振法、FT IR以及X-射线衍射等的应用范围和方法，积累实践经验和实验数据。完善测定理论，以实现最终对高吸水性树脂结构的有效表征[12]。

(2)运用先进的聚合反应方法和聚合实施手段——如采用活性可控自由基聚合、模板聚合等聚合反应和实施手段，先合成具有已知链结构的聚合物，再用交联剂对它们进行交联，之后考察该树脂的吸水性能（包括常压吸水率、耐盐性、凝胶强度和吸水速度等），总结高吸水性树脂的链结构、键接方式、键接序列以及交联剂的作用原理和结构对其吸水性能的影响[13]。

(3)以该理论为知道，结合高吸水性树脂合成过程中有关因素对高吸水性树脂链结构的影响，根据实际应用要求，选取相应条件，合成高吸水树脂，并对其吸水性能进行考察，进一步完善高吸水性树脂的结构对其吸水性能影响的理论。

5、结论

综上所述，高吸水性树脂的吸水性能和保水性能与该聚合物的内部的网络结构是分不开的[14]，聚合物内的强亲水性基团，使网络结构的内外形成渗透压，从而使水分子可以自发的进入聚合物内部，与强亲水性基团结合，聚合物开始溶胀。交联度的大小影响溶胀能力的大小，也影响聚合物的保水能力[15]。此外，强亲水性基团对水分子的结合能力是影响保水能力最主要的因素。

参考文献:

[1] Zou Xin-x.i，Superabsorbent[M]，第2版，北京:化学工业出版社，2002.

[2] FrancisS，KumarM，VarshneyL，Radiation synthesis ofsuperab-sorbent poly ( acrylic acid)-carrageenan hydrogels [J]，RadiatPhys，Chem，2004，69 (6)，481。

[3] MahdaviniaG R，PourjavadiA，HosseinzadehH，etal，Modified chitosan 4，Superabsorbent hydrogels from poly (acrylic acid-co-acrylamide) grafted chitosan with salt-and

pH-responsivenessproperties[J]，Eur. Polym. J.，2004，40 (6)，139。

[4] 邹新禧. 超强吸水剂[M].第二版.北京：化学工业出版社，2002

[5] 黄美玉，超高吸水性聚丙烯酸钠的制备[J].高分子通报，1984,2:19

[6] Sakata, Jappl PolymSci 1994,53:1203

[7] 吉武敏彦，变性PV A[J]，工业材料，1981,29（8）：27-29

[8]陈雪萍，翁志学，黄志明．高吸水性树脂的结构与吸水机理[J]．化工新型材料，2002，30(3)：19—21．

[9] 单军，刘占军．辐射合成聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠及其共聚物水凝胶微观结构扫描电镜研究[J]．高等学校化学学报，1995，16(9)：l467一l470．

[10]何天白, 胡汉杰. 海外高分子科学的新进展[M ]. 北京: 化学工业出版社, 1997.

[11] 吴季怀, 林建明, 魏月琳, 等. 高吸水保水材料[ M ] . 北京: 化学工业出版社, 2005.

[12] Roy G B. Synthes is and study of physico-chem ical propert ies of a new ch iral S ch iff base ligand and its m etal com plex [ J ]. Inorg Ch im Acta, 2009, 362( 6) : 1709- 1714.

[13] Gangu ly R, Sreen ivasu lu B, V itta J J, et a l. Am ino acid-con taining reduced Schiff bases as the bu ild ing b locks form etal lasup ram olecu lar structu res[ J] . Coord Chem Rev, 2008, 252 ( 8 /9 ):1027 - 1050.

[14] 闫辉, 张丽华, 周秀苗, 李强高吸水性树脂保水、保肥性能研究[J] 化工科技, 2001, 9( 5) : 4~ 7

[15] 白日军, 任淑英. 高吸水性树脂及其在农林园艺方面的应用[ J] . 塑料通讯, 1994, ( 4) : 8~ 10.

丁苯橡胶生产工艺

丁苯橡胶的生产工艺 (2011-10-03 23:05:53)转载▼ 标签：丁苯橡胶中顺苯乙烯丁二烯乳液聚合转化率橡胶教育 1.1 丁苯橡胶的分类 丁苯橡胶品种繁多，如按聚合方法、聚合温度、辅助单体含量及充填剂等的不同，丁苯橡胶简分为下列几类。 ①按聚合方法和条件分类 可以分为乳液聚丁苯橡胶和溶液聚丁苯橡胶；乳聚丁苯橡胶开发历史悠久, 生产和加工工艺成熟, 应用广泛, 其生产能力、产量和消耗量在丁苯橡胶中均占首位。溶聚丁苯橡胶是兼具多种综合性能的橡胶品种, 其生产工艺与乳聚丁苯橡胶相比, 具有装置适应能力强、胶种多样化、单体转化率高、排污量小、聚合助剂品种少等优点, 是今后的发展方向。 乳液聚丁苯橡胶又可以分为高温乳液聚合丁苯橡胶和低温乳液聚合丁苯橡胶，后者应用较广，前者趋于淘汰。 在生产工艺上，乳液聚合丁苯橡胶更加成熟，因此本文主要介绍低温乳液聚合生产丁苯橡胶的生产工艺。 ②按填料品种分类 可以分为充炭黑丁苯橡胶、充油丁苯橡胶和充炭黑充油丁苯橡胶等。 ③按苯乙烯含量分类 丁苯橡胶—10、丁苯橡胶—30、丁苯橡胶—50等，其中数字为苯乙烯聚合时的含量（质量），最常用的是丁苯橡胶—30 1.2 丁苯橡胶的结构

典型丁苯橡胶的结构特征如表一: 表一典型丁苯橡胶的结构特征 ①大分子宏观结构包括 单体比例、平均相对分子质量及分布、分子结构的线性或非线性，凝胶含量等。 ②微观结构主要包括 丁二烯链段中顺式—1，4、反式—1，4和1，2—结构(乙烯基)的比例，苯乙烯、丁二烯单元的分布等。 ③无定形聚合物 因掺杂有苯乙烯链节，所以丁苯橡胶的主体结构不规整，不易结晶。 ④丁二烯的微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大 在丁苯橡胶硫化时，丁二烯链节中顺式—1，4和反式—1，4两种结构会发生异构而相互转化，最后可达到一个平衡态。又在低温丁苯和高温丁苯中1．2—丁二烯链节的含量相差不太大．所以丁二烯微观结构的变化对丁苯橡胶性能的影响不大。 ⑤苯乙烯含量与玻璃化转变温度 丁苯橡胶的玻璃化温度取决于苯乙烯均聚物的含量。乙烯基的含量越低，玻璃化温度越低。可以按需要的比例从100%的丁二烯(顺式、反式的玻璃化温度都是-100℃)调够到100%的聚苯乙烯(玻璃化温度为90℃)。玻璃化温度对硫化橡胶的性质起重要作用，大部分乳液聚合丁苯橡胶含苯乙烯为23.5%，这种含量的丁苯橡胶具有较好的综合物理机械性能。 ⑥低温丁苯橡胶性能优于高温丁苯橡胶 高温(50℃)聚合时．支化较严重．凝胶物含量较高；在同等分子量下．分子量

高吸水性树脂产品指标

高吸水性树脂产品指标 高吸水性树脂是一种吸水量可达自向重量几十倍甚至几千倍的树脂。这种树脂不但吸水量大，而且保水能力强，并有很强的增稠性能，因此可广泛应用于生理卫生用品、农林园艺、改选沙漠、医药、土木工程、工业用品、保鲜包装材料、日用品等领域。 一、物理性质 高吸水性树脂是一种具有吸水功能的透明粉剂，本品同时含有植物生长所需的氮、磷等元素、降解后元素、无残留、不污染土壤。 二、主要指标 三、主要用途 1、用作土壤改良剂：将高吸水性树脂与栽培土按一定比例混合，可以改善团粒结构，提高土壤的保水性、透水性和透气性，缩小土壤昼夜温差变化，调节封的干湿度，减少灌溉次数，达到改良劣质土壤、抗旱保收的目的。 2、用作种子培育促进剂和苗木移植保存剂：高吸水性树脂以混合法、片法和涂覆法用于植物种子培育，可使其提早发育，提高发芽率，缩短发芽时间，促进生长。将高吸水性树脂与草籽拌种，可提高飞机在干旱地区播种的成活率；将高吸水性树脂吸水凝胶涂覆在出土的幼苗的根部，进行保水处理，可大大提高幼苗的成活率和移植存放时间。 3、用作化肥缓释剂：用高吸水性树脂对化肥进行包衣后施肥，可使肥料缓慢释放，提高化肥的利用率，减少肥料流失造成的浪费和对环境的污染。 4、其它：高吸水性树脂还可用于土壤培土、农药扩散剂、菌固培养等方面。

四、包装及储存 1、包装：本公司的产品均采用三合一牛皮纸包装，内衬聚乙烯塑料膜，每袋净重25公斤。 2、储存：该产品应置于阴凉通风的库房中，注意防潮。 聚丙烯酸钠 百科名片 聚丙烯酸钠 聚丙烯酸钠是一种新型功能高分子材料和重要化工产品，固态产品为白色(或浅黄色)块状或粉末，液态产品为无色(或淡黄色)粘稠液体。溶解于冷水、温水、甘油、丙二醇等介质中，对温度变化稳定，具有固定金属离子的作用，能阻止金属离子对产品的消极作用，是一种具有多种特殊性能的表面活性剂。 目录[隐藏] 概述 性质 加工或制造方法 用途 概述 性质 加工或制造方法 用途 [编辑本段] 概述

橡胶与各指标的关系

浅谈橡胶的各种物性与密度的关系 前言: 在橡胶制品过程中,一般必须测试的物性实验不外乎有: 拉伸强度 2、撕裂强度 3、定伸应力与硬度 4、耐磨性 5、疲劳与疲劳破坏 6、弹性 7、扯断伸长率。 各种橡胶制品都有它特定的使用性能与工艺配方要求。为了满足它的物性要求需选择最适合的 聚合物与配合剂进行合理的配方设计。首先要了解配方设计与硫化橡胶物理性能的关系。硫化橡 胶的物理性能与配方的设计有密切关系,配方中所选用的材料品种、用量不同都会产生性能上的差 异。 1、拉伸强度:就是制品能够抵抗拉伸破坏的根限能力。 它就是橡胶制品一个重要指标之一。许多橡胶制品的寿命都直接与拉伸强度有关。如输送带的 盖胶、橡胶减震器的持久性都就是随着拉伸强度的增加而提高的。 A:拉伸强度与橡胶的结构有关: 分了量较小时,分子间相互作用的次价健就较小。所以在外力大于分子间作用时、就会产生分子 间的滑动而使材料破坏。反之分子量大、分子间的作用力增大,胶料的内聚力提高,拉伸时链段不易滑动,那么材料的破坏程度就小。凡影响分子间作用力的其它因素均对拉伸强度有影响。如 NR/CR/CSM这些橡胶主链上有结晶性取代基,分子间的价力大大提高,拉伸强度也随着提高。也就 就是这些橡胶自补强性能好的主要原因之一。一般橡胶随着结晶度提高,拉伸强度增大。 B:拉伸强度还跟温度有关: 高温下拉伸强度远远低于室温下的拉伸强度。 C:拉伸强度跟交联密度有关: 随着交联密度的增加,拉伸强度增加,出现最大值后继续增加交联密度,拉伸强度会大幅下降。硫 化橡胶的拉伸强度随着交联键能增加而减小。能产生拉伸结晶的天然橡胶,弱键早期断裂,有利于主健的取向结晶,因此会出现较高的拉伸强度。通过硫化体系,采用硫黄硫化,选择并用促进 剂,DM/M/D也可以提高拉伸强度,(碳黑补强除外,因为碳黑生热作用)。 D:拉伸强度与填充剂的关系:

高吸水性树脂的制备性能测试及其应用研究

高吸水性树脂用做水晶泥的研究 高吸水性树脂用做水晶泥的研究 刘力、罗威 摘要：以环己烷为连续相，Span-60为悬浮稳定剂，过硫酸铵为引发剂，N，N'- 亚甲基双丙烯胺为交联剂，对反相悬浮聚合制备聚丙烯酸钠高吸水性树脂进行研究。结果表明，影响合成树脂吸水率的主要因素是交联剂质量分数，当交联剂质 量分数为0.015%时，合成树脂的吸水率出现极大值，而且当反应温度控制在75℃，引发剂质量分数为18%时所得树脂的吸水率可达500g/g。对合成树脂吸水、保水性能的进一步测试发现，树脂的初始阶段吸水速率较快，随着吸水时间的延长逐步下降，当树脂吸水饱和后水分损失很慢，在120℃下100min仅损失17.2%。 关键词：高吸水性树脂，聚丙烯酸钠，Span-60，吐温-40，交联剂，分散剂，引发剂。 一、背景介绍 高吸水性树脂( super absorbent polymer, SAP),自上世纪70年代开 发成功以来,已经得到了深入的研究和广泛的应用。在美国等发达国 家，高吸水性树脂的历史已有近40年，而在我国，它仅有10余年 的发展史，对国内市场来说是一种新产品，虽然国内有许多单位已研 究开发出产品并建立了生产装置，但是国产超强吸水剂产品尚未形成 规模生产，其原因是由于生产技术落后而导致产品生产成本较高，产 品性能没有及时改进而且产品的应用研究较少。 高吸水性树脂是一种轻度交联结构的高分子, 其分子链上具有很多 亲水基团，如羟基、羧基、酰胺基、磺酸基等, 故吸水能力很强, 能

吸收自身重量的几百倍甚至几千倍的水, 并且加压不淌出。由于高吸水性树脂与常见的1 高吸水性树脂用做水晶泥的研究 吸水性材料如纸, 布等相比, 具有很多优点, 是一种新型的功能性高分子材料, 因而它被广泛应用于工业、农林业、医疗卫生和日常生活中。高吸水性聚丙烯酸钠含有- COONa 基团, 其亲水性要比含-OH、- COOH、- CONH 2等亲水基团的高分子要强, 其吸水性能优良, 且是高安全性化合物，并具有一定的生物降解性。因此，高吸水性树脂的研究与应用就显得十分重要。本文主要综述作者经过实验室研究改进的聚丙烯酸钠高吸水性树脂的制备方法，并通过实验对其吸水性能进行测定, 对其吸水机理以及其功能与应用方面进行试探性研究。二、实验意义 高吸水性树脂在当今各个领域发挥着它不可替代的作用，我们在实验室中以丙烯酸和丙烯酸铵作为单体，以过硫酸钾为引发剂，以N-N'亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂制备高吸水性树脂，对其性能进行了测试，并考虑各种影响因素，对制备方案进行了改进，使产品吸水率、凝胶强度和吸水速度、抗盐性等性能得到提高，以利于其产物的美观和实用性。同时我们将产物应用于不同的领域，结果发现其功能很好。我们实验的目的就是要将产物的性能达到最优化，同时，能将其吸水的特性广泛而普遍的应用于各个领域。 三、高吸水性树脂的制备 （一）、主要原材料及仪器、用品：

材料成分结构性能三者间的关系

从钢铁材料看材料成分-结构-性能关系 钢铁从被利用开始至今一直是人类不可替代的原材料，是衡量一个国家综合国力和工业水平的重要指标。 我们都知道初铁外，C的含量对钢铁的机械性能起着重要作用，钢是含碳量为0.03%-2%的铁碳合金。随着碳含量的升高，碳钢的硬度增加、韧性下降。同时含碳量对工艺性能也有很大影响。对可锻性而言，低碳钢比高碳钢好。由于钢加热呈单相奥氏体状态时，塑性好、强度低，便于塑性变形，所以一般锻造都是在奥氏体状态下进行。对焊接性而言，一般来说含碳量越低，钢的焊接性能越好，所以低碳钢比高碳钢更容易焊接。而那些比例极小的合金加入，可以对钢的性能产生很大影响。可以说普通钢、优质钢和高级优质钢就是在这些比例极小的成分作用下分别出来的。那些合金成分的加入可以使钢的组织结构和性能都发生一定的变化，从而具有一些特殊性能。比如说，铬的加入不仅能提高金属的耐腐蚀性和抗氧化性，也能提高钢的淬透性，显著提高钢的强度、硬度和耐磨性；锰可提高钢的强度，提高对低温冲击的韧性；稀土元素可提高强度，改善塑性、体温脆性、耐腐蚀性及焊接性能等等。 钢铁材料的结构特征包括晶体结构、相结构和显微组织结构。钢铁是属于由金属键构成的晶体，因此就具有金属晶体的特性，如延展性。同时这也注定钢的机械性能不仅与其化学性能有关，而其晶体的结构和晶粒的大小影响更大。 铁碳合金的基本组元是纯Fe和Fe3C。铁存在同素异构转变，即在固态下有不同的结构。不同结构的铁与碳可以形成不同的固溶体。碳溶解于 -Fe中形成的固溶体成为铁素体，其含碳量非常低，所以性能与纯铁相似，硬度低、塑性高，并有铁磁性。其显微组织与工业纯铁也相似。碳溶于 -Fe形成的固溶体为奥氏体，具有面心立方结构，可以溶解较多的碳。在一般情况下，奥氏体是一种高温组织，故奥氏体的硬度较低，塑性高。通常在对钢铁材料进行热变形加工，都应将其加热呈奥氏体状态。 由此，从钢铁材料中，我们看到，材料的成分，结构和性能是密不可分的三者。成分和结构往往可以极大的影响材料的性能，而成分和结构之间也是相互影响的。 1、C的含量对钢铁的机械性能起着重要作用,随着碳含量的升高，碳钢的硬度增加、韧性下降。同时含碳量对工艺性能也有很大影响对可锻性而言，低碳钢比高碳钢好。对焊接性而言，一般来说含碳量越低，钢的焊接性能越好。 2、合金成分的加入可以使钢的组织结构和性能都发生一定的变化，从而具有一些特殊性能。比如说，铬的加入不仅能提高金属的耐腐蚀性和抗氧化性，也能提高钢的淬透性，显著提高钢的强度、硬度和耐磨性。 3、钢铁是属于由金属键构成的晶体，因此就具有金属晶体的特性，如延展性。同时这也注定钢的机械性能不仅与其化学性能有关，而其晶体的结构和晶粒的大小影响更大。 4、铁存在同素异构转变，即在固态下有不同的结构。不同结构的铁与碳可以形成不同的固溶体。碳溶解于 -Fe中形成的固溶体成为铁素体，其含碳量非常低，所以性能与纯铁相似，硬度低、塑性高，并有铁磁性。其显微组织与工业纯铁也相似。碳溶于 -Fe形成的固溶体为奥氏体，具有面心立方结构，可以溶解较多的碳。

溶聚丁苯橡胶的概况精选文档

溶聚丁苯橡胶的概况精 选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-

溶聚丁苯橡胶的概况 溶聚丁苯橡胶的基本概念 溶聚丁苯橡胶又称溶聚丁苯胶、溶液聚丁苯橡胶，简称：SSBR； 分子式：C12H14； 分子量：； CAS号：9003-55-8； 结构式： 图丁苯橡胶分子结构式 丁苯橡胶（SBR) 是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶之一。它是1,3-丁二烯与苯乙烯的无规共聚物。按聚合体系可分为乳聚丁苯橡胶（ESBR）和溶聚丁苯橡胶（SSBR）两类。 溶液聚丁苯橡胶 (SSBR)是60年代初由美国Firestone和Phillips率先实现工业化生产的。 溶聚丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯在烃类溶剂中采用有机锂引发阴离子聚合而制得的共聚物。溶聚丁苯橡胶具有耐磨、耐寒、生热低、回弹性高、收缩性低、色泽好、灰分少、纯度高以及硫化速度快等优点，近年来在发达国家发展较快。溶聚丁苯橡胶有纯溶聚丁苯和充油溶聚丁苯两类。溶聚丁苯橡胶主要用

于制造轮胎，制造皮带、刮水板、窗框密封及散热器软管等工业用零部件，制造胶鞋、雨衣、毡布、手套、风衣及气垫床等日用品，应用相当广泛。 溶聚丁苯橡胶是兼具多种综合性能的橡胶品种。其生产工艺与乳聚丁苯橡胶相比，具有装置适应能力强、胶种多样化、单体转化率高、排污量小、聚合助剂品种少等优点，是今后的发展方向。 溶聚丁苯橡胶的特性 溶聚丁苯橡胶具有优良的耐磨性、耐沟纹龟裂性，且对湿路面抓着力、耐热性及在高温下长时间暴露后的耐屈挠性良好，加之在密炼机混炼时生热低、压出膨胀率小、填充量高等特点，主要应用于轮胎方面，约占溶聚丁苯胶总产量的80%，如制造轿车轮胎、大型轮胎胎面、雪地轮胎胎体等。从耐磨性、拉伸强度、硫化平坦性、耐屈挠性和耐热性等考虑，特别适于制造耐热运输带。由于耐低温性、防震性与金属粘合性好，适用于制造皮带、刮水板、窗框密封及散热器软管等工业用零部件。另外，由于溶聚丁苯橡胶具有触感好，耐候性、回弹性好以及永久变形小等优点，可用于制作雨衣、毡布、风衣及气垫床等，还可制作发泡均匀、结构致密的海绵材料。溶聚丁苯橡胶由于其良好的辊筒操作性、压延性、耐磨性以及高填充性，还广泛地用于制鞋业，用它制作的鞋，具有色泽鲜艳、触感良好、表面光滑、花纹清晰、不易走形、硬度适中等优点。 随着轮胎子午化的普及，尤其是新型节能子午线轮胎的发展，对轮胎用胶提出了更高的要求，不仅要求胶料强度高，抗湿滑性好，还要求滚动阻力低（车辆的燃料中10～20%是用来克服轮胎的滚动阻力的）。传统的乳聚丁苯橡

橡胶配方与各性能的关系

橡胶性能与配方的关系 不同的橡胶产品对胶料的物性都有不同的要求，同时对生产这些产品时胶料的工艺性能（加工性能）也需要不同的要求。所谓的工艺性也就是生产这些橡胶产品的过程不能达到理想的状态，做出来的橡胶产品也就很难做到性能理想化、经济效益最大化。一句话，无论你要求橡胶产品有什么样的物性要求，也不管你的要求是高还是低，如果工艺性能无法满足要求（实现要求的过程无法满足），那么你就很难顺利的去生产。 不多赘述，该贴将和大家一起谈论各橡胶工艺性能受配方的影响及关系。 一、混炼性能 1.各种成分对混炼效果的影响 主要分析配方中各种填料、化学药品、操作油等配合成分混入橡胶中的难易性、分散性。它主要由这些配合成分与橡胶之间的互溶性的高低、浸润性的大小来决定。 胶料混炼工艺设计的好坏评价方法之一就是各种成分是否可以在橡胶中能够迅速的分散；混炼效果的好坏，则可以通过各种成分在橡胶中能否均匀分散其中来衡量。这两个指标都主要取决于配合成分与橡胶之间的互溶性、浸润性。 “互溶性”这个词大家可能会认为橡胶那么大的分子怎么可能溶解在各种配合成分里很多配方里，应该是配合成分溶解在橡胶里才对。其实，所谓的溶质、溶剂也是相对的，量少的惯称为溶质，量多的则为溶剂，习惯性的认为溶质溶解在溶剂中，如果“溶质”的量比“溶剂”的量大很多的话，那就是“溶剂”溶解在“溶质”中。所以，也就可以理解为互溶性了。为了能让胶料达到多种综合性能都很优异的效果，很多配方用到的橡胶都不止一种，可能2、3、4、5种橡胶并用，这就涉及到这些橡胶之间的互溶性（也许橡胶之间的互溶性大家更好理解一些）。混炼后的胶料如果电镜图片里显示各相之间没有明显的分离、橡胶之间、橡胶与各配合成分之间分散的非常均匀那就表明互溶性好，否则互溶性就差。互溶性差的配方体系所对应的胶料的各种物性也就不能得到好的体现。 其实，橡胶配合体系是不能像盐溶于水那样做到分子级的互溶性，一是因为橡胶是由不同分子量的高分子复杂体系组成，二是各种配合成分也不是简单的小分子化合物，三它们是固相之间的溶解性。橡胶对配合剂的浸润性也许更能清楚的解释混炼工艺及效果的好坏。 橡胶对配合成分的浸润性高低主要决定于配合成分自身的特性，当然与橡胶的性质也有关系。有机的、非极性的大多数化学样品（塑解剂、分散剂、操作油等软化剂、防老剂、

丁苯橡胶理化性质与质量指标

丁苯橡胶理化性质与质量指标 1.1 丁苯橡胶的基本概念 丁苯橡胶又称丁苯胶； 英文名：Emulsion-polymerized styrene butadiene rubber、Styrene Butadiene Rubber； 简称：SBR； 分子式：C12H14； 分子量：158.2426； CAS号：9003-55-8； 结构式： 图1.1 丁苯橡胶分子结构式 丁苯橡胶（SBR) 是最大的通用合成橡胶品种，也是最早实现工业化生产的橡胶之一。它是1,3-丁二烯与苯乙烯的无规共聚物。 丁苯橡胶的综合性能好，是合成橡胶中产量最高、消耗量最大的品种，常与天然橡胶掺混或单独使用。 丁苯橡胶（SBR）按聚合体系可分为乳聚丁苯橡胶（ESBR）和溶聚丁苯橡胶（SSBR）两类。 乳聚丁苯橡胶根据聚合温度的不同，分为高温乳聚丁苯橡胶和低温乳聚丁苯橡胶两大类。一般乳聚丁苯橡胶苯乙烯含量为23.5%，苯乙烯含量高于40%的称为高苯乙烯丁苯橡胶，结合苯乙烯达到70%～90%者则称为高苯乙烯树脂。此外，还有充油乳聚丁苯橡胶和充油充炭黑乳聚丁苯橡胶。乳聚丁苯橡胶主要用于轮胎胎面胶、胎侧胶，也广泛用于胶带、胶管、胶辊、胶布、鞋底、医疗用品及其他

工业制品，并少量用于电线、电缆等非橡胶制品中。 溶聚丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯在烃类溶剂中采用有机锂引发阴离子聚合而制得的共聚物。溶聚丁苯橡胶具有耐磨、耐寒、生热低、回弹性高、收缩性低、色泽好、灰分少、纯度高以及硫化速度快等优点，近年来在发达国家发展较快。溶聚丁苯橡胶有纯溶聚丁苯和充油溶聚丁苯两类。溶聚丁苯橡胶主要用于制造轮胎，制造皮带、刮水板、窗框密封及散热器软管等工业用零部件，制造胶鞋、雨衣、毡布、手套、风衣及气垫床等日用品，应用相当广泛。 溶聚丁苯橡胶是兼具多种综合性能的橡胶品种。其生产工艺与乳聚丁苯橡胶相比，具有装置适应能力强、胶种多样化、单体转化率高、排污量小、聚合助剂品种少等优点，是今后的发展方向。 1.2 丁苯橡胶的特性 丁苯橡胶与其它通用橡胶一样，是一种不饱和的烃类高聚物，能溶于大部分溶解度参数相近的烃类溶剂中，而硫化胶仅能溶胀。丁苯橡胶能进行许多聚烯烃型反应，如氧化、臭氧破坏、卤化和氢卤化等。在光、热、氧和臭氧结合作用下，将发生物理化学变化，但其被氧化的作用比天然橡胶缓慢，即使在较高温度下老化反应的速度也较缓慢。光对丁苯橡胶的老化作用不明显，但丁苯橡胶对臭氧的作用比天然橡胶敏感，耐臭氧性比天然橡胶差。丁苯橡胶的低温性能稍差，脆性温度约为-45℃。与其它通用橡胶相似，影响丁苯橡胶电性能的主要因素是配合剂。丁苯橡胶的物理性能列于表1.1。 表1.1 丁苯橡胶（结合苯乙烯23.5%）的物理性能 性能未硫化胶纯胶硫化胶填充50份炭黑硫化胶密度，kg/m3933 980 1150 体积膨胀系数，β=(1/V)(δV/δT)，K-1932.5-933.5 940-1000 530×10-6玻璃化温度，K 660×10-3660×10-6221 比热容(cp)，KJ/(kg·K) 209-214 650-700×10-6 1.50 ΔCρ/αT，KJ/(kg·K) 1.89 221 -- 导热性，W/(m·K) 3.2×10-2 1.83 0.300

高吸水性树脂的制备

高吸水性树脂的制备 姓名：曹伟然学号：0908010121 摘要：本文介绍了高吸水性树脂的分类、性能及在各方面的应用。对高吸水性树脂的合成方法进行了综述。 关键词：高吸水性合成树脂；合成方法 Abstract: This paper introduces the way to classify super absorbent polymers and the application and properties of super absorbent polymers. Summarizing means about synthetizing super absorbent polymers. Key words: super absorbent polymers; means about synthetizing 1 高吸水性树脂的简介 高吸水性树脂也称超强吸水性聚合物(Super absorbent polymers)，简写为SAP。它是一种含有羧基、羟基等强亲水性基团，并具有一定交联度的水溶胀型的高分子聚合物，不溶于水也不溶于有机溶剂，能够吸收自身重量的几百倍甚至上千倍的水，且吸水膨胀后生成的凝胶具有良好的保水性和耐候性，一旦吸水膨胀成水凝胶，即使加压也难以将水分离出来。 1.1 SAP的分类 按原料来源可分为淀粉类、纤维素类、合成树脂类和其它天然高分子类。按亲水化方法可分为四大系列，分别是亲水性单体的聚合物，疏水性聚合物的羧甲基化反应物，疏水性聚合物接枝聚合亲水性单体共聚物，含腈基、酯基、酰胺基的高分子水解反应物。按交联方法分类为用交联剂进行网状化反应、自交联网状化反应、放射线照射网状化反应和水溶性聚合物导入疏水基或结晶结构等四种。按亲水基团的种类可分为含有羧酸、磺酸、磷酸类的阴离子系，叔胺、季铵类的阳离子系，两性离子系，羟基和酰胺基的非离子系和多种亲水基团系等五大种类。从制品形态上可分为粉末状、纤维状、薄膜状和珠状。 1.2 SAP的性能及应用 高吸水性树脂作为一种功能材料应用，其应用领域不同，对它的性能也有不同的要求，高吸水性树脂主要有以下几项性能。 1.2.1 吸水性

2020年(塑料橡胶材料)橡胶配方设计与性能的关系

（塑料橡胶材料）橡胶配方设计与性能的关系

橡胶配方设计和性能的关系 一、橡胶配方设计和硫化橡胶物理性能的关系 （一）拉伸强度 拉伸强度表征硫化橡胶能够抵抗拉伸破坏的极限能力。虽然绝大多数橡胶制品在使用条件下，不会发生比原来长度大几倍的形变，但许多橡胶制品的实际使用寿命和拉伸强度有较好的相关性。 研究高聚物断裂强度的结果表明，大分子的主价健、分子间的作用力（次价健）以及大分子链的柔性、松弛过程等是决定高聚物拉伸强度的内在因素。 下面从各个配合体系来讨论提高拉伸强度的方法。 1．橡胶结构和拉伸强度的关系 相对分子质量为（3.0~3.5）×105的生胶，对保证较高的拉伸强度有利。 主链上有极性取代基时，会使分子间的作用力增加，拉伸强度也随之提高。例如丁腈橡胶随丙烯腈含量增加，拉伸强度随之增大。 随结晶度提高，分子排列会更加紧密有序，使孔隙和微观缺陷减少，分子间作用力增强，大分子链段运动较为困难，从而使拉伸强度提高。橡胶分子链取向后，和分子链平行方向的拉伸强度增加。 2．硫化体系和拉伸强度的关系 欲获得较高的拉伸强度必须使交联密度适度，即交联剂的用量要适宜。 交联键类型和硫化橡胶拉伸强度的关系，按下列顺序递减：离子键＞多硫键＞双硫键＞单硫键＞碳-碳键。拉伸强度随交联键键能增加而减小，因为键能较小的弱键，在应力状态下能起到释放应力的作用，减轻应力集中的程度，使交联网链能均匀地承受较大的应力。 3．补强填充体系和拉伸强度的关系 补强剂的最佳用量和补强剂的性质、胶种以及配方中的其他组分有关：例如炭黑的粒径

越小，表面活性越大，达到最大拉伸强度时的用量趋于减少；软质橡胶的炭黑用量在40~60份时，硫化胶的拉伸强度较好。 4．增塑体系和拉伸强度的关系 总地来说，软化剂用量超过5份时，就会使硫化胶的拉伸强度降低。对非极性的不饱和橡胶（如NR、IR、SBR、BR），芳烃油对其硫化胶的拉伸强度影响较小；石蜡油对它则有不良的影响；环烷油的影响介于俩者之间。对不饱和度很低的非极性橡胶如EPDM、IIR，最好使用不饱和度低的石蜡油和环烷油。对极性不饱和橡胶（如NBR，CR），最好采用酯类和芳烃油软化剂。 为提高硫化胶的拉伸强度，选用古马隆树脂、苯乙烯-茚树脂、高分子低聚物以及高黏度的油更有利壹些。 5．提高硫化胶拉伸强度的其他方法 （1）橡胶和某些树脂共混改性例如NR/PE共混、NBR/PVC共混、EPDM/PP共混等均可提高共混胶的拉伸强度。 （2）橡胶的化学改性通过改性剂在橡胶分子之间或橡胶和填料之间生成化学键和吸附键，以提高硫化胶的拉伸强度。 （3）填料表面改性使用表面活性、偶联剂对填料表面进行处理，以改善填料和橡胶大分子间的界面亲和力，不仅有助于填料的分散，而且能够改善硫化胶的力学性能。 （二）定伸应力和硬度 定伸应力和硬度都是表征硫化橡胶刚度的重要指标，俩者均表征硫化胶产生壹定形变所需要的力。定伸应力和较大的拉伸形变有关，而硬度和较小的压缩形变有关。 1．橡胶分子结构和定伸应力的关系 橡胶分子量越大，游离末端越少，有效链数越多，定伸应力也越大。

丁苯橡胶的生产工艺与技术路线的选择

丁苯橡胶的生产工艺与技术路线的选择 丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯两种单体经共聚合反应而生成的弹性体共聚物。按聚合工艺方法可分为乳聚丁苯橡胶(ESＢR）和溶聚丁苯橡胶(SSBＲ)两大类。从聚合机理来看,ESBＲ是自由基聚合，而SSBR是采用阴离子活性聚合。ＥＳBＲ的发展已过鼎盛时期，而SSBR的发展目前正处于稳步上升阶段。 2.1 丁苯橡胶的分类及品种 2.1.1 乳聚丁苯橡胶的生产工艺 乳聚丁苯橡胶（ＥSBR)的生产历史悠久,乳聚丁苯橡胶是通过自由基聚合得到的，在2０世纪5０年代以前，均是高温丁苯橡胶，１９37年由德国Fａrben公司首先实现工业化,它是当前合成橡胶中生产能力最大的品种。50年代初才出现了性能优异的低温丁苯橡胶。目前所使用的乳聚丁苯橡胶基本上为低温乳聚丁苯橡胶。羧基丁苯橡胶是在丁苯橡胶聚合过程中加入少量(１～３％)的丙烯酸类单体共聚而制成。其力学性能和耐老化性能等较丁苯橡胶好。但这种橡胶吸水后容易早期硫化,工艺上不易掌握。高苯乙烯丁苯橡胶是将苯乙烯含量为85～8７％的高苯乙烯树脂胶乳与丁苯橡胶（常用SBR15０0)胶乳以一定比例混合后经共凝得到的产品。…… １、工艺流程简述 原料丁二烯和苯乙烯按一定比例用量配成碳氢相液,在多台串联聚合釜中于５~８℃，在有氧化还原催化体系的水乳液介质存在下，进行自由基共聚合反应。介质中除水、乳化剂外，有引发剂、活化剂、分子量调节、电解质等助剂。当聚合反应6~10小时，聚合转化率达6０~6２%时,可加入终止剂使聚合反应终止。所得胶乳经闪蒸脱气工序回收未反应的丁二烯和苯乙烯单体后，再加入防老剂和高分子凝聚剂,……

低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺流程如图2.1所示。 图２.１乳液聚合生产丁苯橡胶工艺流程图 …… 如生产充油胶，则需在胶乳中加入定量的高芳烃油或环烷烃油，充分混合后,送去凝聚,后续工序同上。 表２.1 典型低温乳液聚合生产丁苯橡胶配方表 ２、聚合配方及聚合工艺条件 …… 3、主要生产设备 乳聚丁苯橡胶生产过程中主要设备是聚合釜闪蒸槽、脱气塔和后处理工序通用的“两机”(挤压脱水机和膨胀干燥机组）。 目前国内采用的聚合釜体积有1２、20、3０、４５m３等多种,每条聚合生产线在4.０～4.５万吨/年,需配备聚合釜1６～２0台。釜径为２500~3１０0mm、径/高为1/1.０～1.8、换热总面积为１13～160 m3（单位体积换热为3.56~3．７8ｍ2／ｍ３），搅拌浆型为框式或布鲁马金式，釜电机功率为30～４5千瓦,搅拌转数为7３～100转／分。闪蒸槽为卧式，材质碳钢,最好用玻璃衬里。脱气塔为筛

丁苯橡胶

丁苯橡胶 陈军 200640614113 化工学院 丁苯橡胶是由 1，3-丁二烯与苯乙烯共聚而得的高聚物，简称SBR，是一种综合性能 较好的产量和消耗量最大的通用橡胶。 其工业生产方法有乳液聚合法和溶液聚合法，其中主要是采用乳液聚合生产的丁苯橡 胶。主要产品有：低温丁苯橡胶、高温丁苯橡胶、低温丁苯橡胶炭黑母炼胶、低温充油丁苯 橡胶、高苯乙烯丁苯橡胶、液体丁苯橡胶等。 采用溶液聚合生产的丁苯橡胶有烷基锂引发、醇烯络合物引发、锡偶联、高反式等丁苯 橡胶。下面重点介绍低温丁苯橡胶的生产工艺技术。 一、主要原料 1、1,3-丁二烯 1，3-丁二烯的结构式为：CH2＝CH－CH ＝CH2 1，3-丁二烯是最简单的共轭双烯烃。在常温、常压下为无色气体，有特殊气味，有 麻醉性，特别刺激粘膜。容易液化，易溶于有机溶剂。相对分子质量为 54.09，相对密度 0.6211，熔点－108.9℃，沸点－4.5℃。性质活泼，容易发生自聚反应，因此在贮存、 运输过程中要加入叔丁邻苯二酚阻聚剂。与空气混合形成爆炸性混合物，爆炸极限为 2.16%～11.47%（体积）。是合成橡胶、合成树脂等的原料。 2 丁苯橡胶 1，3-丁二烯主要由丁烷、丁烯脱氢，或碳四馏分分离而得。 2、苯乙烯 二、丁苯橡胶的 生产原理与工艺 1、聚合原理 丁二烯与苯乙烯在乳液中按自由基共聚合反应机理 进行聚合反应。在典型的低温乳液聚 合共聚物大分子链中顺式约占 9.5%，反式约占 55%，乙烯基约占12%。如果采用高温 乳液聚合，则其产物大分子链中顺式约占 16.6%，反式约占 46.3%，乙烯基约占 13.7%。 2．低温乳液聚合生产丁苯橡胶工艺 （1）典型配方

橡胶结构与性能的关系

三、橡胶结构与性能的关系 橡胶是胶料中最重要的组分，是决定胶料使用性能、工艺性能和产品成本的主要因素。从某种意义上说，配合剂的作用就是将橡胶的固有特性发挥并表现出来，已达到和满足使用要求。主链含有双键的橡胶可以用硫黄进行硫化，具有良好的弹性，但另一方面却由于存在这种双键结构，橡胶易于受氧化等外来化学因素的影响，而且热稳定性也较差。主链不含双键的橡胶，不能用硫黄进行硫化，必须采用有机过氧化物或其它交联剂，弹性除一部分橡胶外也不太好，但是具有优异的耐氧老化和热老化等性能。 橡胶的物理机械性能与其结构有着密切联系，特别与结晶性有关。结晶橡胶在拉伸作用下容易形成结晶结构，从而呈现较高的强度，反之，非结晶性的橡胶在拉伸作用下难以形成结晶结构，因而不会呈现很高的强度。为了获得橡胶状弹性，大多数合成橡胶采取非结晶性结构。橡胶的耐热性能与其主链结构有关，一般化学键能越高，耐热等级越高，相反则越低。主链结构决定了橡胶的基本性能，侧链结构则对生胶的耐油、耐溶剂性以及电性能等有很大的影响。（橡胶改性方向） （一）乙丙橡胶结构与性能的关系 乙丙橡胶的性质是其结构特性的反映，每一类型不同牌号的乙丙橡胶的性能实际上随其分子结构参数的变化而变化。参数主要包括：乙烯、丙烯的比例，单体单元及其序列结构，分子量，分子量分布，第三单体的种类与数量等。 1、乙烯与丙烯的比例及其单体单元分布 乙丙橡胶分子结构中乙烯与丙烯含量之比对乙丙橡胶生胶和混炼胶性能、加工行为和硫化胶的物理机械性能均有直接影响。一般表现为随乙烯含量增加，其生胶、混炼胶和硫化胶的拉伸强度提高；常温下的耐磨性能改善；增塑剂、补强剂及其它填料的用量增加，胶料可塑性高，压出速度快，压出物表面光滑；半成品挺性和形状保持性好。当乙烯含量在20～40mol%范围内时，乙丙橡胶的Tg约为-60℃，其低温性能如低温压缩形变、低温弹性等均较好，但耐热性能较差。通常为避免形成丙烯嵌段链段以保证其在乙丙橡胶分子中的无规分布，要求乙烯含量必须大于50mol%；但乙烯含量超过70mol%时，乙烯链段出现结晶，Tg升高，耐寒性能下降，加工性能变差。一般认为乙烯含量在60mol%左右的乙丙橡胶的加工性能和硫化胶物理机械性能均较好，所以多数乙丙橡胶的乙烯含量均控制在此范围内。具体应用中，为在性能上取长补，以获得更好的综合性能，亦可以并用两种或三种不同乙烯/丙烯比的乙丙橡胶，以满足橡胶制品性能的要求。 2、分子量及其分布 乙丙橡胶的重均分子量与门尼粘度密切相关，其门尼粘度值（ML1+4100℃）在20～90范围内，个别亦有更高的（105～110），特高门尼粘度的乙丙橡胶可作为充油乙丙橡胶的基础胶，须经充油后方可使用。随着乙丙橡胶分子量的增高，其生胶、混炼胶、硫化胶的拉伸强度、回弹性、硬度和填充用量均有所提高，但混炼、压出等工艺性能变差。乙丙橡胶门尼粘度在50以下时，可在开炼机上加工，50以上最好在密炼机上加工。乙丙橡胶分子量分布指数（Mw/Mn）一般在3～5之间，大多数乙丙橡胶则在3左右。市场上还有更宽分子量分布的乙丙橡胶出售，实际上，这是由两种或多种不同分子量的乙丙橡胶混合而成的。分子量分布宽的乙丙橡胶具有较好的开炼机混炼行为和压延性能。在分子量分布中，如增加低分子量的比例，其混炼胶包辊性能较好，但导致硫化胶的交联密度较低，物理机械性能提高，填充量加大，但加工性能变差，塑炼时门尼粘度下降亦较大。当分子量高到某一极限以上时，若不加入增塑剂则不能进行加工。 3、第三单体 三元乙丙橡胶所用第三单体为非共轭二烯烃类，其种类和用量对硫化速度和硫化胶的物理机械性能均有直接的影响。其中，采用过氧化物硫化体系时，ENB-EPDM硫化速度中等，但制

高吸水性树脂

高吸水性高分子材料 材料学吕岩 1411093004 摘要： 在这篇综述中，探究的领域是高吸水性高分子材料，其中主要指的是高吸水性树脂。大体概述了其发展、结构，分类，吸水原理等；及几类简单的高吸水性树脂的制备方法。如淀粉类、纤维素类、共聚合类等。高吸水性树脂是一种新型功能高分子材料，由于它能吸收自身质量几百至上千倍的水,且吸水膨胀后生成的凝胶具有优良的保水性,因而广泛地应用于农业、医疗卫生、园艺、建筑材料、食品加工等多个领域。 关键词：高吸水性树脂原理性能制备广泛应用 Super absorbent polymer materials Material science lvyan 1411093004 Abstract: In this review, I explore the area about super absorbent polymer materials, mainly refers to the superabsorbent resin. Generally overview of its development, structure, classification, principle of absorbing water, etc.; And at the same time introduce some simple method of preparation of superabsorbent resin. Such as starch, cellulose, copolymerization, etc. Super absorbent resin is a kind of new functional polymer material, because it can absorb hundreds to thousands of times the mass of the water, and it has good water retention. So it has been widely used in agriculture, health care, gardening, building materials, food processing and other fields. Keywords: Super absorbent resin Principle Performance Preparation Super extensive applications

橡胶的基本结构与性能

橡胶的基本结构与性能 橡胶的分子特征---构成橡胶弹性体的分子结构有下列特点： ①其分子由重复单元（链节）构成的长链分子。分子链柔软其链段有高度的活动性，玻璃化转变温度(Tg)低于室温； ②其分子间的吸引力（范德华力）较小，在常态（无应力）下是非晶态，分子彼此间易于相对运动； ③其分子之间有一些部位可以通过化学交联或由物理缠结相连接，形成三维网状分子结构，以限制整个大分子链的大幅度的活动性。 从微观上看，组成橡胶的长链分子的原子和链段由于热振动而处于不断运动中，使整个分子呈现极不规则的无规线团形状，分子两末端距离大大小于伸直的长度。一块未拉伸的橡胶象是一团卷曲的线状分子的缠结物。橡胶在不受外力作用时，未变形状态熵值最大。当橡胶受拉伸时，其分子在拉伸方向上以不同程度排列成行。为保持此定向排列需对其作功，因此橡胶是抵制受伸张的。当外力除去时，橡胶将收缩回到熵值最大的状态。故橡胶的弹性主要是源于体系中熵的变化的“熵弹性”。 橡胶的应力－应变性质 应力－应变曲线是一种伸长结晶橡胶的典型曲线，其主要组分是由于体系变得有序而引起的熵变。随着分子被渐渐拉直，使得分子链上支链的隔离作用消失，分子间吸引力变得显著起来，从而有助于抵抗进一步的变形，所以橡胶在被充分拉伸时会呈现较的高抗张强度. 橡胶在恒应变下的应力是温度的函数。随温度的升高橡胶的应力将成比例地增大。 橡胶的应力对温度的这种依赖称为焦耳效应，它可以说明金属弹性和橡胶弹性间的根本差别。在金属中，每个原子都被原子间力保持在严格的晶格中，使金属变形所做的功是用来改变原子间的距离，引起内能的变化。因而其弹性称为“能弹性”。其弹性变形的范围比橡胶中主要由于体系中熵的变化而产生的“熵弹性”的变化范围要小得多。 在一般的使用范围内,橡胶的应力-应变曲线是非线性的,因此橡胶的弹性行为不能简单地以杨氏模量来确定。 橡胶的变形与温度、变形速度和时间的关系 橡胶分子的变形运动不可能在瞬时完成，因为分子间的吸引力必须由原子的振动能来克服，如果温度降低时，这些振动变得较不活泼，不能使分子间吸引力迅速

高吸水性树脂的发展及研究现状_龚吉安

第41卷第5期2012年5月 应用化工Applied Chemical Industry Vol．41No．5May 2012 收稿日期：2012-03-08修改稿日期：2012-03-19基金项目：山西省科技攻关项目（20100311117） 作者简介：龚吉安（1988－），男，浙江义乌人，太原理工大学在读硕士研究生，师从赵彦生教授，主要从事水溶性高分子材 料及塑料改性方面的研究。电话：132********， E －mail ：gja568429874@163．com 高吸水性树脂的发展及研究现状 龚吉安，李倩，赵彦生 （太原理工大学化学化工学院，山西太原030024） 摘要：高吸水性树脂是一种含有强的亲水性基团并具有一定交联度的功能高分子材料，来源丰富，用途广泛。概 述了高吸水性树脂的性能特征、吸水机理。重点介绍高吸水树脂在国内外的发展及研究现状，并对高吸水树脂的研究开发前景进行了探讨。 关键词：高吸水性树脂；吸水机理；研究现状中图分类号：TQ 638；TQ 324．9 文献标识码：A 文章编号：1671－3206（2012）05－0895－03 Development and research of super absorbent polymer GONG Ji-an ，LI Qian ，ZHAO Yan-sheng （College of Chemistry and Chemical Engineering ，Taiyuan University of Technology ，Taiyuan 030024，China ） Abstract ：Super absorbent polymer is a kind of having hydrophilic group and cross-linked functional poly-mer material ，widely used in many fields such as sanitary goods ，sealing composites and medical drug-de-livery systems．Absorbing water mechanism and properties of super absorbent polymer were discussed．Research progress of different kinds of super absorbent polymers at home and abroad were introduced ，and the possible development in the future was predicated． Key words ：super absorbent polymer ；absorbent mechanism ；research current situation 高吸水性树脂是具有良好的吸液性能和保水性能的高分子聚合物的总称。能够迅速吸收并保持大量水分而又不溶于水的低交联度树脂，含有强吸水性基团的三维网络结构， 通过水合作用，快速地吸收自重十几倍乃至上千倍的水，是一类集吸水、保水、缓释于一体的功能高分子材料。高吸水性树脂与普通吸水材料， 如海绵、硅胶、活性炭和脱脂棉等相比，具有吸水倍率高、吸水速率快、保水能力强等优点，广泛用于农业园林、食品加工、土木建筑、医疗卫生、石油化工以及日用化工等领域［1-3］ ，并仍在向更广阔 的应用领域拓展。 1高吸水树脂的吸水机理 高吸水性树脂是由三维空间网络构成的高聚 物， 它的吸水既包含物理吸附，又包含化学吸附。Flory-Huggins 热力学理论［4］从聚合物凝胶内外离子浓度差产生的渗透压出发，导出了高吸水性树脂溶胀平衡时的最大吸水性。公式如下 ： 式中， Q 表示吸水倍率，V e /V 0表示交联密度，（1/2－x 1）表示对水的亲和力， i /V u 表示固定在树脂上的电荷浓度， S 表示外部溶液电解质的离子强度，V u 表示单体单元（结构单元）的摩尔体积。式中分子第一项表示渗透压，第二项表示和水的亲和力，此两项之和表示吸水能力。 林润雄等 ［5］ 在Flory- Huggins 热力学理论基础上， 利用溶液热力学理论和交联网络的弹性自由能，推导出如下公式 ： 式中，ρ2表示高聚物的密度，V 1表示溶剂的摩尔体积， M e 表示交联高聚物交联网络的大小，x 1表示交联高聚物与溶剂的相互作用参数。