CR的結構特點、物料特性
一、CR的結構特點
CR分子鏈的空間結構主要為反式-1,4結構,其結構式為CR分子的微觀結構中,氯丁二烯鏈節大部分是反式-1,4加成結構(約占85%),還有順式-1,4加成結構(約占10%),以及少量的1,2加成結構(約占1.5%)和3,4加成結構(約占1.0%)。氯丁橡膠分子中,反式-1,4加成結構的生成量與聚合溫度有關。聚合溫度越低,反式-1,4加成結構含量越高,聚合物分子排列越規則,機械強度越高。而1,2和3,4加成結構使聚合物帶有側基,且側基上還有雙鍵,這些側基能咀礙分子鏈的運動,對聚合物的彈性、強度、耐老化性等都有不利影響,并易引起歧化和生成凝膠。不過由于結構的化學活性較高,因此它是CR的交聯中心。
CR的主鏈雖然由碳鏈所組成,但由于分子中含有電負性較大的氯原子,而使其成為極性橡膠,從而増加了分子間作用力,使分子結構較緊,分子鏈柔性較差。又由于CR結構規整性較強,等同周期短因而比天然橡膠更易結晶。另外,由于氯原子連接在雙鍵一側的碳原子上,誘導效應的結果,使雙鍵和氯原子的活性大大降低,不飽和程度大幅度下降,從而提高了CR的結構穩定性。通常已不把CR列入不飽和橡膠的范疇內。除上述特點外,2-氯-1,3-丁二烯在聚合時,可以生成c、B四種不同的聚合物。其中型是分子鏈為線型的聚合物,結構比較規整,具有可塑性;β型為環狀結構的聚合物;唑為有支鏈和橋鍵的聚合物,無可塑性,類似于硫化橡膠;型為高度網狀或體型結構的分子。通常所生產的固體CR當屬c型聚合體,它在受熱、光、氧作用而老化后,其直鏈分子產生歧化或交聯,即轉化為型聚合體為防止氯丁橡膠由型向型聚合體轉化,一般都在其生膠中混入定的防老劑。
二、CR的物理性質
CR為淺黃色乃至褐色的彈性體,密度較大,為1.23gcm3,能溶于甲苯、氯代烴、丁酮等溶劑中,在某些酯類(如乙酸乙酯)中可溶但溶解度較小,不溶于脂肪烴、乙醇和丙酮。圖2-16為CR242的外觀特點。