(高质)丙烯酸酯橡胶(ACM)发展简介.docVIP

仅供参考 PAGE PAGE 1 丙烯酸酯橡胶（ACM）发展简介 丙烯酸酯橡胶简介 丙烯酸酯橡胶（简称ACM）是以丙烯酸烷基酯为主要单体与少量交联体单体共聚而成的一类特种合成橡胶[ 夏宇正.丙烯酸酯橡胶（ACM）研发进展[J ].丙烯酸酯化工与应用,2007，20（3）：1-9] 夏宇正.丙烯酸酯橡胶（ACM）研发进展[J ].丙烯酸酯化工与应用,2007，20（3）：1-9 图1-1.丙烯酸酯橡胶分子结构示意 Fig. 1-1. Polyacrylate Rubber molecular structure 酯橡胶结构与性能 丙烯酸酯橡胶的共聚单体种类 丙烯酸酯橡胶的共聚单体可分为主单体、硫化点单体和低温耐油单体等三大类。 常用的主单体有丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等，或者将二种以上单体进行组合，如表1-1所示[ 王作龄．丙烯酸酯橡胶及其配方技术[J] 王作龄．丙烯酸酯橡胶及其配方技术[J]．世界橡胶工业，1999，26(5)：50-60，39． 例如采用丙烯酸丁酯为主单体的PBA玻璃化转变温度(Tg)为-54℃，脆性温度(Tb)为-45℃；而以丙烯酸乙酯为主单体的PEA的Tg则为-23℃，Tb为-23℃。随着侧酯基上烷基链长的增大，丙烯酸酯橡胶的玻璃化转变温度(Tg)和脆性温度(Tb)迅速下降，耐寒性提高的同时耐油性却随之下降。这是因为随着烷基院子数目的增加对侧酯基的屏蔽作用加大，使得ACM分子间作用力减小，分子链更加的柔顺，导致Tg下降[ 梁星宇，周术英．橡胶工业手册( 梁星宇，周术英．橡胶工业手册(第三分册)[J】．北京：化学工业出版社，1992． ACM分子侧酯基上连接的基团一般都是与非极性油类相容性较好的烷基，因此随着侧酯基上烷基长度和支化程度的提高，ACM的耐油性能下降。合成丙烯酸酯橡胶过程中，根据对ACM不同的用途和性能要求，采用不同类型的单体并用，通过调节单体并用比，可以达到耐热性、耐油性和耐寒性的平衡。 表1-1丙烯酸酯橡胶主要骨架单体 Tab 1-1 Polyacrylate Rubber skeleton monomers 类型 简称 化学名称 结构 烷基 MA 丙烯酸甲酯 EA 丙烯酸乙酯 BA 丙烯酸丁酯 烷氧基 MEA 丙烯酸甲氧乙酯 EEA 丙烯酸乙氧乙酯 常用的耐油单体主要有丙烯酸烷氢醚酯、丙烯酸甲氧乙酯、丙烯酸聚乙二醇甲氧基酯、顺丁烯二酸二甲基乙酯等。在合成ACM的过程中，耐油单体常作为第三方单体（又称功能性单体）以提高ACM橡胶的性能。如加入丙烯酸甲氧乙酯(MEA)或丙烯酸乙氧乙酯(EEA)等侧链上含有醚酯基团的单体参与反应，可以提高ACM橡胶的耐低温性能，使聚合物的Tg达到-35℃。一直以来，为了提高ACM橡胶的耐低温性能和耐油性，同时保持硫化胶的较好的力学性能，国内外研究人员开始了探索新型功能性单体的制备与合成的历程。 常用的硫化点单体有含氯型的氯乙酸乙烯酯、环氧型甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油酯、羧酸型的顺丁烯单酯获衣康酸单酯等。硫化点单体按反应活性点可分为含氯型、羧酸型、环氧型和双键型等。其中目前已工业化应用的主要包括:环氧型的甲基丙稀酸缩水甘油酯、希丙基缩水甘油酯；双键型的乙叉降冰片烯；含氯型的氯乙酸乙烯酯、2-氯乙基乙烯基醚、环氯醋酸酯；羧酸型的丙烯酸、顺丁稀二酸单酯、衣糠酸单酯等。 由于丙烯酸酯的主链为饱和结构，不适宜采用常规与双键交联的硫磺等硫化体系进行交联。在橡胶分子上引入一定量的硫化点单体能够使ACM更好的进行交联反应。由于ACM中硫化点单体的含量较小，对生胶的耐油性、耐寒性和耐热性的影响甚微。但是硫化点单体的类型和用量对丙烯酸酯橡胶的硫化速度和胶料的物理机械性能均有很大的影响，因此，为了使ACM硫化胶的加工和使用性能上有更好的表现，研发新的硫化点单体以及如何在ACM上引入更多的硫化点具有重要的意义。 ACM的主链结构 ACM的饱和结构主链性能稳定，具有较好的耐热、耐光候、耐臭氧的性能，侧链的极性酯基带来了优异的耐油性，且燃烧时不易造成污染。这些特性决定了它是一种非常优异的耐油耐高温橡胶，具有特殊的使用价值和应用场所。 丙烯酸酯橡胶具有优良的耐热性，连续使用最高温度可达180℃，间歇或短时间最高使用温度可达200℃以上；而在热空气环境中使用数年无明显变化，其物理性能受温度影响相对其他普通橡胶较小；高温下耐热性优良，特别是在含硫及其添加剂的油类环境中表现为惰性；具有优异的抗氧化性，耐臭氧性能是许多其他普通橡胶达不到的；良好的耐候性，其制作在高温、高湿环境下能够长期保持性能稳定；良好的耐溶剂性，抗曲折龟裂性能优异；耐透气性能良好，可作为密封材料使用；高温下下耐压缩永久变形性能较好；物理性能受温度影响较小。 然而丙烯酸酯橡胶同时也存在一些缺点诸如辊筒加