通用橡胶和特种橡胶

合成橡胶是人工合成的高弹性聚合物，也称合成弹性体，是三大合成材料之一。其产量仅次于塑料和合成纤维,用于制取各种橡胶制品。合成橡胶主要有丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶七大基本胶种及 SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，热塑性弹性体）。

我国合成橡胶主要来源于中石化和中石油，产量前三位依次为丁苯橡胶、顺丁橡胶和 SBS，分别约占产量的40%、27%和23%，总产量约占我国合成橡胶的90%。我国合成橡胶供需增长快，产能、产量仅次于美国位居世界第二位，消费量居世界第一。

一、合成橡胶分类

⒈ 就其特性和用途分为通用合成橡胶和特种橡胶。

通用合成橡胶主要用于制取各种轮胎，主要有丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶和丁基橡胶；

特种橡胶是专用于特殊环境（高低温、酸、碱和油环境）下的橡胶，主要有硅橡胶、氟橡胶、聚硫橡胶、聚氨酯橡胶、丁吡橡胶、聚醚橡胶、丙烯酸酯橡胶。

通用合成橡胶几乎都是二烯烃的均聚物或共聚物，加入第二单体共聚主要是为了改进其力学性能和耐油性；特种橡胶大都是主链或侧基含极性原子或官能团的饱和主链共聚物（如氟橡，硅橡胶，氯醚橡和ACM等）。

无论哪种橡胶均需在无负荷时为无定形结构，都必须经硫化交联后才能制得有使用价值的橡胶制品；硫化时，通用橡胶是借助烯丙基上的H与硫黄作用而交联，特种橡胶则是借助共聚单体提供的活性官能团（如-Cl、-F等)与特定的硫化剂作用而硫化。

⒉ 按聚合物的热加工行为，分为热固性橡胶和热塑性橡胶。

通用合成橡胶和特种橡胶均属热固性橡胶；

而SBS、SIS及其它热塑性弹性体属热塑性橡胶，其兼有塑料和橡胶的特性，也称第三代合成橡胶。

⒊ 按成品形态分为液体橡胶（如端羟基聚丁二烯橡胶）、固体橡胶、乳胶和粉末橡胶等。

⒋ 按生胶充填的成分又可分为充油母胶、充炭黑母胶和充木质素母胶。

⒌ 按橡胶制品形成过程，分为热塑性橡胶（如可反复加工成型的三嵌段热塑性丁苯橡胶）和硫化型橡胶（需经硫化才能制得成品，大多数合成橡胶属此类）。

⒍ 按生产方法分为乳液均聚或共聚合成橡胶和溶液均聚或共聚合成橡胶。

用乳液法生产的大品种橡胶有：乳聚丁苯橡胶，丁腈橡胶，丁苯胶乳、聚丁二烯胶乳，氯丁橡胶和丙烯酸酯橡胶。

用溶液法生产的大品种橡胶有：顺丁橡胶，乙丙橡胶，丁基橡胶和溶聚丁苯橡胶、热塑性丁苯橡胶。

二、合成橡胶生产工艺

合成橡胶的生产工艺大致可分为单体的合成和精制、聚合过程以及橡胶后处理三部分：

⒈ 单体的生产和精制

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。

⒉ 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。

⒊ 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。

三、通用橡胶

指部分或全部代替天然橡胶使用的胶种，主要用于制造轮胎和一般工业橡胶制品。通用橡胶的需求量大，是合成橡胶的主要品种。

丁苯橡胶

丁苯橡胶是由丁二烯和苯乙烯共聚制得的，是产量最大的通用合成橡胶，有乳聚丁苯橡胶、溶聚丁苯橡胶和热塑性橡胶。

丁苯橡胶其物理机构性能、加工性能及制品的使用性能接近于天然橡胶，具有良好的耐磨、耐高低温、抗老化、高绝缘、防腐蚀及硫化速度较天然橡胶更为优良，硫化胶耐曲挠龟裂性比天然胶好，可与天然橡胶及多种合成橡胶并用等性能。但纯胶强度低，未硫化胶料收缩大、强度低、粘着性能不如天然橡胶，硫化速度比天然胶慢，裂纹扩展速度快，热撕裂性能差。

广泛用于轮胎、运输带、胶带、胶管、海绵橡胶、浸渍纤维和织物,与丁苯橡胶并用可改善橡胶插头的加工性能，提高制品的使用性能，同时降低生产成本。还可直接用作胶粘剂、涂料、电线电缆、医疗器具及各种橡胶制品的生产等领域，是最早实现工业化生产的品种之一。

顺丁橡胶

顺丁橡胶是丁二烯经溶液聚合制得的。与天然橡胶和丁苯橡胶相比，具有弹性高、耐磨性好、耐寒性好、生热低、耐老化、耐曲挠性和动态性能好等特点。主要缺点是抗湿滑性差，撕裂强度和拉伸强度低，冷流性大，加工性能稍差，必须和其他胶种并用。

顺丁橡胶绝大部分用于生产轮胎，少部分用于制造耐寒制品、缓冲材料以及胶带、胶鞋、海绵、高抗冲聚苯乙烯以及ABS树脂的改性等方面。

异戊橡胶

异戊橡胶是聚异戊二烯橡胶的简称，中文名：聚异戊二烯橡胶、顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶、异戊二烯橡胶，采用溶液聚合法生产。因其结构和性能与天然橡胶近似，是一种综合性能很好的通用合成橡胶。

异戊橡胶其耐水性，电绝缘性超过天然橡胶，具有良好的弹性、耐磨性和耐寒性(玻化温度-68℃)及很高的拉伸强度。优良的耐热性和较好的化学稳定性。质量均一性、加工性能等优于天然橡胶。在耐氧化和多次变形条件下耐切口撕裂比天然橡胶高，但加工性能如混炼、压延等比天然橡胶稍差。它的生胶强度、粘着性、加工性能以及硫化胶的抗撕裂强度、耐疲劳性等均稍低于天然橡胶。

异戊橡胶可以代替天然橡胶，用于轮胎、胶带、胶管、胶鞋、粘合剂、增粘剂和其它工业制品。异戊橡胶是一种用于轮胎生产的高性能橡胶，以其稳定的化学性质被广泛运用于制造航空和载重轮胎和越野轮胎。还适于制造食品用制品、医药卫生制品及橡胶丝、橡胶筋等日用制品。

乙丙橡胶

乙丙橡胶是以乙烯、丙烯为主要单体的合成橡胶，依据分子链中单体组成的不同，有二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶之分，前者为乙烯和丙烯的共聚物，后者为乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃第三单体的共聚物。两者统称为乙丙橡胶。根据乙丙橡胶的不同系列和分子结构方面的特点，乙丙橡胶应用种类有通用型、混用型、快速硫化型、易加工型和二烯烃橡胶并用型等不同应用类型。

乙丙橡胶耐老化、电绝缘性能和耐臭氧性能突出。可大量充油和填充碳黑，制品价格较低，化学稳定性好，耐磨性、弹性、耐油性和丁苯橡胶接近。有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐水蒸汽、颜色稳定性、充油性及常温流动性，低压缩永久变形、高强度和高伸长率等宝贵性能，对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐性；电性能优于或接近丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯。但在脂属和芳属溶剂（如汽油、苯等）及矿物油中稳定性较差。在浓酸长期作用下性能也要下降，自粘性和互粘性很差。

乙丙橡胶的用途十分广泛，可以作为轮胎胎侧、胶条和内胎以及零部件，还可以作电线电缆护套及高压、超高压绝缘材料。还可制造胶鞋、卫生用品等浅色制品。广泛应用于汽车部件、建筑用防水材料、耐热胶管、胶带、垫圈、汽车密封件、润滑油添加剂等。

氯丁橡胶

氯丁橡胶，是由氯丁二烯(即2-氯-1,3-丁二烯)为主要原料通过均聚或少量其它单体共聚而成的。

有良好的物理机械性能，具有较高的拉伸强度、伸长率和可逆的结晶性，耐热、耐燃和优异的抗延燃性，耐日光，耐油、耐酸碱，耐化学试剂、耐老化性能优良，耐油性能仅次于丁腈橡胶，优于天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶。其化学稳定性较高，耐水性良好。粘接性好。耐候性和耐臭氧老化仅次于乙丙橡胶和丁基橡胶。耐热性与丁腈橡胶相当。

但电绝缘性能不佳，耐寒性能较差，生胶在贮存时不稳定，会产生"自硫"现象，门尼黏度增大，生胶变硬。

氯丁橡胶用途广泛，用来制作运输皮带和传动带，电线、电缆的包皮材料，制造耐油胶板、耐油胶管、耐油胶靴、橡胶密封材料、垫圈以及耐化学腐蚀的设备衬里。用于抗风化产品、导风筒、雨布、帐篷布、农用胶囊气垫、救生艇、粘胶鞋底、涂料和火箭燃料。粘合剂生产的原料，用于金属、木材、橡胶、皮革等材料的粘接。

四、特种橡胶

特种橡胶也称特种合成橡胶。指具有特殊性能和特殊用途，能适应苛刻条件下使用的合成橡胶。如耐强侵蚀，耐臭氧、光、天候、辐射和耐油的氟橡胶；耐-100℃低温和300℃高温，对温度依赖性小、具有低黏流活化能和生理惰性的硅橡胶；耐热、耐溶剂、耐油，电绝缘性好的丙酸酯橡胶。具有耐油、耐老化和高气密性等特点，常用的有硅橡胶、各种氟橡胶、聚硫橡胶、氯醇橡胶、丁腈橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、丁基橡胶、聚醚橡胶、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、环氧丙烷橡胶等，它们亦各具优异的独特性能，主要用于某种特性的特殊场合，可以满足一般通用橡胶所不能胜任的特定要求，在国防、工业、尖端科学技术、医疗卫生等领域有着重要作用。特种橡胶用量虽小，但在特殊应用的场合是不可缺少的。

丁腈橡胶

丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，主要采用低温乳液聚合法生产。丁腈橡胶耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强。其缺点是耐低温性差、耐臭氧性差，电性能低劣，弹性稍低。

丁腈橡胶主要用于制造耐油橡胶制品。广泛用于制作骨架油封、O形圈、耐油胶管及各种耐油垫片。还用于制造燃油胶管内层胶，发动机的油封及各种密封圈、垫以及耐油胶管。

丁基橡胶

丁基橡胶是由异丁烯和少量异戊二烯共聚而成的，主要采用淤浆法生产。透气率低，气密性优异，耐热、耐臭氧、耐老化性能良好，其化学稳定性、电绝缘性也很好。丁基橡胶的缺点是硫化速度慢，弹性、强度、粘着性较差。

丁基橡胶的主要用途是制造各种车辆内胎，用于制造电线和电缆包皮、耐热传送带、蒸汽胶管等。

氟橡胶

氟橡胶是含有氟原子的合成橡胶，具有优异的耐热性、耐氧化性、耐油性和耐药品性，它主要用于航空、化工、石油、汽车等工业部门，作为密封材料、耐介质材料以及绝缘材料。用于制造燃料软管、加油管、燃料泵及喷射装置密封件、阀杆密封、动力活塞密封、曲轴油封、万向节垫片、各种O形环、空调压缩机密封等。

硅橡胶

硅橡胶由硅、氧原子形成主链，侧链为含碳基团，用量最大的是侧链为乙烯基的硅橡胶。既耐热，又耐寒，使用温度在－100～300℃之间，它具有优异的耐气候性和耐臭氧性以及良好的绝缘性。缺点是强度低，抗撕裂性能差，耐磨性能也差。

硅橡胶主要用于航空工业、电气工业、食品工业及医疗工业等方面。用于制造各种耐热密封圈、垫、管件等，如散热器、热交换器及水泵密封、汽缸盖密封垫、发动机罩密封，头灯、滤油器密封，连接器保护套，火花塞保护罩等。室温硫化硅胶密封胶用于汽车门、窗及各种连接部位的密封，也用于现场成型硅橡胶垫圈，

硅氟橡胶兼具硅橡胶耐高低温和氟橡胶耐油的特性，硅氟橡胶价格相对较高，主要用于制造发动机曲轴油封等高精部件。

聚氨酯橡胶

聚氨酯橡胶是由聚酯（或聚醚）与二异睛酸酯类化合物聚合而成的。耐磨性能好、其次是弹性好、硬度高、耐油、耐溶剂。缺点是耐热老化性能差。

聚氨酯橡胶在汽车、制鞋、机械工业中的应用最多。

丙烯酸酯橡胶

丙烯酸酯橡胶是以丙烯酸酯为主单体经共聚而得的弹性体，其主链为饱和碳链，侧基为极性酯基。由于特殊结构赋予其许多优异的特点，如耐热、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外线等，力学性能和加工性能优于氟橡胶和硅橡胶，其耐热、耐老化性和耐油性优于丁腈橡胶。

被广泛应用于各种高温、耐油环境中，主要用于制造各种骨架油封，如曲轴、变速箱、传动轴、活塞、操作手柄等部位油封；各种耐热垫片（如汽缸垫）、护套（如电点火电缆外套）、胶管等（如散热器胶管、液压输油胶管、燃油胶管中间层）。

氯磺化聚乙烯

氯磺化聚乙烯由低密度聚乙烯或高密度聚乙烯经过氯化和氯磺化反应制得。有优异的耐臭氧性、耐大气老化性、耐化学腐蚀性等，较好的物理机械性能、耐热及耐低温性、耐油性、耐燃性、耐磨性、及耐电绝缘性。

广泛用于汽车工业制作门窗密封条、密封件、缓冲件、输油胶管等。

氯醚橡胶

氯醇橡胶是由环氧氯丙烷开环聚合或环氧氯丙烷与环氧乙烷开环共聚制得的合成橡胶。前者称为均聚型氯醇橡胶，后者称为共聚型氯醇橡胶。均聚型氯醇橡胶的耐油性，尤其是耐卤代烷烃性能胜过丁腈橡胶；耐热性介于丁腈橡胶和丙烯酸酯橡胶之间，短期耐热150℃,长期耐热100℃；透气性低于丁基橡胶。共聚型氯醇橡胶的低温挠曲性虽有改善，但气密性下降。

均聚型氯醇橡胶主要用于制各种耐油密封件、隔膜、胶粘剂以及耐氟利昂胶管；共聚型氯醇橡胶用于寒冷地区燃料油油包、汽车运转油系统的部件、电缆夹套、各种机械密封件以及耐油橡胶制品等。用于空调系统制冷压缩机密封件、制冷胶管内层胶、输油胶管、燃油胶管、液压软管护套、薄膜制品及蒸汽管等。