CR的结构特点、物料特性
一、CR的结构特点
CR分子链的空间结构主要为反式-1,4结构,其结构式为CR分子的微观结构中,氯丁二烯链节大部分是反式-1,4加成结构(约占85%),还有顺式-1,4加成结构(约占10%),以及少量的1,2加成结构(约占1.5%)和3,4加成结构(约占1.0%)。氯丁橡胶分子中,反式-1,4加成结构的生成量与聚合温度有关。聚合温度越低,反式-1,4加成结构含量越高,聚合物分子排列越规则,机械强度越高。而1,2和3,4加成结构使聚合物带有侧基,且侧基上还有双键,这些侧基能咀碍分子链的运动,对聚合物的弹性、强度、耐老化性等都有不利影响,并易引起歧化和生成凝胶。不过由于结构的化学活性较高,因此它是CR的交联中心。
CR的主链虽然由碳链所组成,但由于分子中含有电负性较大的氯原子,而使其成为极性橡胶,从而増加了分子间作用力,使分子结构较紧,分子链柔性较差。又由于CR结构规整性较强,等同周期短因而比天然橡胶更易结晶。另外,由于氯原子连接在双键一侧的碳原子上,诱导效应的结果,使双键和氯原子的活性大大降低,不饱和程度大幅度下降,从而提高了CR的结构稳定性。通常已不把CR列入不饱和橡胶的范畴內。除上述特点外,2-氯-1,3-丁二烯在聚合时,可以生成c、B四种不同的聚合物。其中型是分子链为线型的聚合物,结构比较规整,具有可塑性;β型为环状结构的聚合物;唑为有支链和桥键的聚合物,无可塑性,类似于硫化橡胶;型为高度网状或体型结构的分子。通常所生产的固体CR当属c型聚合体,它在受热、光、氧作用而老化后,其直链分子产生歧化或交联,即转化为型聚合体为防止氯丁橡胶由型向型聚合体转化,一般都在其生胶中混入定的防老剂。
二、CR的物理性质
CR为浅黄色乃至褐色的弹性体,密度较大,为1.23gcm3,能溶于甲苯、氯代烃、丁酮等溶剂中,在某些酯类(如乙酸乙酯)中可溶但溶解度较小,不溶于脂肪烃、乙醇和丙酮。图2-16为CR242的外观特点。