氯化聚乙烯橡膠合成與配合技術探討

摘要：較之普通橡膠，氯化聚乙烯橡膠（簡稱CM）不僅強度適中、較為柔軟，而且耐燃性、耐老化等特性優(yōu)良，加之其屬于環(huán)保特種橡膠，故已在膠管、電線電纜、汽車內胎等諸多領域得到了廣泛應用，故發(fā)展前景廣闊。對此，本文就CM的合成與配合技術作了探討，希望對其健康發(fā)展有所幫助。

關鍵詞：氯化聚乙烯橡膠（CM） 合成 配合技術

隨著橡膠生產工藝的不斷發(fā)展，CM的性能有所增強，用途也得到了相應的拓展，并逐漸成為了替代氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯的理想材料，而這顯然與其優(yōu)良特性和價格低廉有很大關系。因此為推動其盡快走向高技術含量、高附加值等應用領域，我們有必要對其合成與配合技術進行探討。

一、氯化聚乙烯橡膠概述

氯化聚乙烯橡膠簡稱CM，是由密度高的聚乙烯物質在氯化取代作用下生成的一種無規(guī)聚合物，或者說是含有氯乙烯、乙烯和1，2-二氯乙烯且?guī)缀鯚o雙鍵的三元共聚物，分子結構見圖1[1]。因其有適中的柔軟性和機械強度，較低的塑化溫度和熔融粘度，在耐油、耐寒、耐老化、耐燃性等方面優(yōu)勢突出，同時為環(huán)保、新型的特種橡膠，在防水卷材、耐酸膠管、電線電纜、汽車配件、三角帶等行業(yè)領域中彰顯了優(yōu)勢，故被視為應用價值高、發(fā)展前景好的彈性體。

二、氯化聚乙烯橡膠合成與配合技術探討

1.CM的合成技術

就當下而言，CM合成技術主要涉及四種：一是熔劑氯化法，即基于一定的溫度和壓力，在有機熔劑中溶解粉狀形態(tài)的聚乙烯，待其成為均相溶液后經引發(fā)劑、氯氣、萃取操作回收熔劑，最后經水洗和干燥得到CM橡膠產品。雖然其條件溫和、工藝成熟且橡膠性能穩(wěn)定，但難以大規(guī)模生產和回收熔劑，且成本高、易污染環(huán)境。

二是鹽酸相懸浮氯化法，即混合20%的鹽酸和聚乙烯形成鹽酸相懸浮液，經精確的加熱冷卻控制在氯化釜中和液氯發(fā)生氯化反應，隨后經連續(xù)脫酸和洗滌出料處理，其中部分鹽酸用于循環(huán)使用，而濕料經離心和干燥后得到CM成品[2]。其是目前最為先進的CM合成工藝，雖產品白度高、不含鹽、可有效節(jié)能并減少廢水，但必須具備高配置的處理設備和足夠的投入資金。

三是固相氯化法，即以氯氮混合氣體或氯氣為氯化劑，以季銨鹽為放靜電劑對高密度的固體聚乙烯進行氯化用于合成CM橡膠，因其工藝較為簡單、不易腐蝕設備且適用于高低密度的聚乙烯，故是當下CM改性的研究熱點。

四是目前應用最廣的水相懸浮氯化法，即在0.5-2%的氯化鈣或6-8%的氯化銨或5-20%的PE水懸浮液中對聚乙烯進行氯化，當氯含量達到要求后停止通氯，最后經過濾或離心處理得到CM，在此過程中會涉及溶脹劑、防粘劑、分散劑、引發(fā)劑、泡沫劑、放靜電劑等諸多物質，必要時還可進行二步氯化，工藝流程見圖1[3]。該合成技術操作平穩(wěn)、產品優(yōu)質、產量穩(wěn)定，而且經濟易處理，適合大規(guī)模生產，但美中不足的是氯化介質有待改進。

2.CM的配合技術

隨著對CM橡膠合成工藝研究的深入，其配合技術也得到了快速發(fā)展，其中主要涵蓋了下述幾個方面：首先是硫化體系，考慮到CM屬于幾乎不存在雙鍵的飽和高分子材料，采用硫磺硫化顯然難以實施，故硫脲、過氧物、噻二唑、等硫化體系應運而生，但硫脲體系因毒性大、硫化慢等已被淘汰，氧化物體系雖硫化快、物性好，但不太抗撕[4]；但結合使用DCP和TAIC可使耐熱性和交聯(lián)效率得到明顯改善，故被視為理想的CM135B硫化體系；同時并用噻二唑和硫脲的硫化體系可增強CM橡膠的扯斷伸長率和撕裂強度，新型噻二唑則兼顧過氧化物和硫脲的優(yōu)勢，故為CM橡膠提供了合適的硫化膠；其次是防老和穩(wěn)定劑體系，由于CM經長期應用可能會因氧、熱等的影響而發(fā)生降解老化，故需要在穩(wěn)定劑、防老劑的作用下排除HCl，因而鉛鹽類、氧化鎂環(huán)氧大豆油等穩(wěn)定體系以及RD防老劑得到了發(fā)展和應用[5]；再者是填充補強體系，即CM這一合成橡膠具有非自補強性，故為保持強度性能就必須選擇合適的膠料填料，如白炭黑、滑石粉、陶土、炭黑等，其中并用炭黑與礦質填料既可改善補強效果，還利于節(jié)約成本；最后是增塑體系，即CM橡膠要想獲得優(yōu)質的耐寒性、耐熱性和表面光度，還必須選用合適的增塑劑，常見的有石油芳烴、白蠟油、DOP、DIDP、TOTM等，若已采用的硫化膠為過氧化物體系，可使用環(huán)氧大豆油、氯化石蠟、DOS等增塑材料，而且實驗證明，分別以氯化石蠟和環(huán)氧大豆油為主增塑劑和副增塑劑的CM橡膠具有更為理想的性能。

結束語

總之，氯化聚乙烯橡膠憑借其優(yōu)質的性能、較低的成本和良好的環(huán)保性而備受青睞，而且市場需求日益強勁，應用范圍隨之擴展。相信隨著CM研究力度的加大，其合成與配合技術會有所創(chuàng)新和完善，從而為生產質優(yōu)價廉的橡膠產品提供有力的技術支持。

參考文獻：

[1] 張東風.氯化聚乙烯橡膠合成與配合技術[J].特種橡膠制品，2010，（03）：31-33

[2] 任文壇.氯化聚乙烯橡膠的應用現(xiàn)狀與前景[J].橡膠科技市場， 2010，（23）：11-12

[3] 謝忠麟.我國氯化聚乙烯橡膠的應用技術及產品質量[J].橡膠科技市場， 2010，（03）：21-22

[4] 蔡洪元.氯化聚乙烯的加工和硫化特性[J].橡膠譯叢，2010，（01）：08-09

[5] 愛堂.表氯醇類及氯化聚乙烯類橡膠的交聯(lián)與配合技術[J].橡膠參考資料， 2011，（09）：15-16