1 分子結構和特性
三元乙丙橡膠
產品種類:有機合成橡膠產品
物理化學特征:三元乙丙橡膠以乙烯、丙烯為主要原材料,在常溫下為白色或者微黃色固體,易于混合,相對密度為0.85—0.86。三元乙丙橡膠的物理性能、化學特征和加工性主要因聚合體的分子結構不同而異,而決定分子結構的要素則有門尼粘度和充油含量等各種要素。三元乙丙橡膠具有較好的耐老化性、耐化學品性、耐低溫性及介電性能。
產品規格:門尼粘度ML1+4(100℃)<100,ML1+4(120℃)<90,ML1+4(125℃)<80,ML1+8(150℃)<65,充油含量<80份的三元乙丙橡膠。
主要用途:三元乙丙橡膠用途比較廣泛,主要應用于房屋建筑、電線電纜、汽車工業等領域。房屋建筑方面,主要用于屋頂單層防水卷材等;電線電纜方面,主要用于民用和商用建筑的輸入線、建筑用電線、礦用電纜、核電站用電線、汽車點火線、控制及信號電纜等;汽車工業方面,
主要用于汽車、卡車和公共汽車輪胎和非輪胎部件,包括汽車的水箱及加熱軟管、密封條、橡膠帶、車身及底盤的部件、擋雨條、底板和環管等。
三元乙丙是乙烯、丙烯和非共軛二烯烴的三元共聚物。二烯烴具有特殊的結構,只有兩鍵之一的才能共聚,不飽和的雙鍵主要是作為交鏈處。另一個不飽和的不會成為聚合物主鏈,只會成為邊側鏈。三元乙丙的主要聚合物鏈是完全飽和的。這個特性使得三元乙丙可以抵抗熱,光,氧氣,尤其是臭氧。三元乙丙本質上是無極性的,對極性溶液和化學物具有抗性,吸水率低,具有良好的絕緣特性。
在三元乙丙生產過程中,通過改變三單體的數量,乙烯丙烯比,分子量及其分布以及硫化的方法可以調整其特性。
EPDM第三單體的選擇
第三二烯烴類型的單體是通過乙烯和丙烯的共聚,在聚合物中產生不飽和,以便實現硫化。第三單體的選擇必須滿足以下要求:
最多兩鍵:一個可聚合,一個可硫化
反應類似于兩種基本的單體
主鍵隨機聚合產生均勻分布
足夠的揮發性,便于從聚合物中除去
最終聚合物硫化速度合適
二烯烴類型和含量對聚合物特性的影響
三元乙丙生產中主要是用ENB和DCPD。
三元乙丙中最廣泛使用的是ENB,它比DCPD產品硫化要快得多。在相同的聚合條件下,第三單體的本質影響著長鏈支化,按以下順序遞增:EPM
三元乙丙其他的受二烯烴第三單體影響的還有:
ENB-快速硫化,高拉伸強度,低永久形變
DCPD-防焦性,低永久應變,低成本
隨著二烯烴第三單體的增加,將會有下列影響發生:
更快硫化率,更低的壓縮形變,高定伸,促進劑選擇的多樣性,減少的防焦性和延展,更高的聚合物成本。
乙烯丙烯比
乙烯丙烯比可以在硫化階段進行改變,商業的三元乙丙聚合物乙烯丙烯比由80/20到50/50。當乙烯丙烯比由50/50變化到80/20時,正面的影響有:更高的壓坯強度,更高的拉伸強度,更高的結晶化,更低的玻璃體轉化溫度,能將原材料聚合物轉化成丸狀,以及更好的擠出特性。不好的影響就是不好的壓延混合性,較差的低溫特性,以及不好的壓縮形變。
當丙烯比例更高時,好處就是更好的加工性能,更好的低溫特性以及更好的壓縮形變等。
2 分子量和分子量分布
彈性體的分子量通常用門尼粘度表示。在三元乙丙的門尼粘度中,這些值是在高溫下得到的,通常為125℃,這樣
做的主要原因是要消去由高乙烯含量所產生的任何影響(結晶化),由此會掩蓋聚合物的真正分子量。三元乙丙的門尼粘度范圍在20到100之間。也有更高分子量的商用三元乙丙也有生產,但一般都充油,以便混煉。
分子量以及在三元乙丙中的分布可以在聚合過程中通過以下途徑聚合:
催化劑以及共催化劑的類型和濃度
3 合成橡膠生產工藝
合成橡膠的生產工藝大致可分為單體的合成和精制、聚合過程以及橡膠后處理三部分。
單體的生產和精制
合成橡膠的基本原料是單體,精制常用的方法有精餾、洗
滌、干燥等。
聚合過程
聚合過程是單體在引發劑和催化劑作用下進行聚合反應生成聚合物的過程。有時用一個聚合設備,有時多個串聯使用。合成橡膠的聚合工藝主要應用乳液聚合法和溶液聚合法兩種。目前,采用乳液聚合的有丁苯橡膠、異戊橡膠、丁丙橡膠、丁基橡膠等。
后處理
后處理是使聚合反應后的物料(膠乳或膠液),經脫除未反應單體、凝聚、脫水、干燥和包裝等步驟,最后制得成品橡膠的過程。乳液聚合的凝聚工藝主要采用加電解質或高分子凝聚劑,破壞乳液使膠粒析出。溶液聚合的凝聚工藝以熱水凝析為主。凝聚后析出的膠粒,含有大量的水,需脫水、干燥。
4 溫度影響
改性劑,如氫的濃度,三元乙丙的分子量分布可以通過凝膠滲透色譜法使用二氯苯作為溶劑在高溫下(150℃)測量而得。分子量分布通常被稱為是重量平均分子量與
數量平均分子量的比例。根據普通和高度支化的結構,這個值在2到5之間變化。由于有分鍵,含有DCPD的三元乙丙橡膠更寬的分子量分布。
通過增加三元乙丙的分子量,正面影響有:更高的拉伸和撕裂強度,在高溫情況下更高的生坯強度,能夠吸收更多的油和填料(低成本)。隨著分子量分布的增加,正面的影響有:增加的混煉和碾磨加工性。但是,較窄的分子量分布可以改進硫化速度,硫化狀態以及注塑行為。
5 硫化類型
三元乙丙可以利用有機過氧化物或者硫來進行硫化。但是,相比與硫磺硫化,過氧化物交鏈的三元乙丙用于電線電纜工業時具有更高的溫度抗性,更低的壓縮形變以及改進的硫化特性。過氧化物硫化的不好的地方就在于更高
的成本。
正如前面所提到的,三元乙丙的交鏈速度和硫化時間隨著硫化類型和含量而改變。當三元乙丙與丁基,天然橡膠,丁苯橡膠混合時,在選擇合適的三元乙丙產品時,必須要考慮到下列因素:
當與丁基進行混合時,由于丁基具有較低的不飽和度,為適應丁基的硫化速度,最好選擇相對較低含量的DCPD和ENB含量的三元乙丙。
當與天然橡膠和丁苯橡膠混合時,最好選擇8%到10%ENB含量的三元乙丙,以滿足其硫化速度。
6 合成橡膠歷史
人類使用天然橡膠的歷史已經有好幾個世紀了。哥倫布在發現新大陸的航行中發現,南美洲土著人玩的一種球是用硬化了的植物汁液做成的。哥倫布和后來的探險家們無不對這種有彈性的球驚訝不已。一些樣品被視為珍品帶回歐洲。后來人們發現這種彈性球能夠擦掉鉛筆的痕跡,因此給它起了一個普通的名字“擦子(rubber)”。這仍是現在這種物質的英文名字。這種物質就是橡膠。
7 近期走勢
三元乙丙膠行情平穩,市場上貨源穩定,交投較清淡。目前,吉化4045市場主流報價在28500元/噸左右,4090市場主流報價在25000元/噸左右,2070市場主流報價
在22000元/噸左右;埃克森正牌8800、8700市場主流報價在24500元/噸左右,副牌5601市場主流報價在22000-22500元/噸;杜邦副牌3640市場主流報價在22000元/噸左右,4570市場主流報價在25000元/噸左右;俄羅斯7505市場主流報價在21000元/噸左右;日本EP33、35市場主流報價在32000元/噸左右;荷蘭DSM正牌5508市場主流報價在26500元/噸左右,4703市場報價在27000元/噸左右,4802市場報價在27000元/噸左右;實際成交價格略低。 天津市場,吉化三元乙丙膠行情平穩,目前4045市場主流報價在28200-28500元/噸;4090市場主流報價在24800元/噸左右;市場上貨源穩定,成交情況一般。
華東市場,三元乙丙橡膠行情較平穩,目前杜邦5565副牌市場報價在24000-24500元/噸,3640副牌市場報價在22000-22500元/噸,4570副牌市場報價在25000-25500元/噸;埃克森5601副牌市場主流報價在21500-22000元/噸,3702市場主流報價在21000元/噸左右;俄羅斯7505市場主流報價在21500元/噸左右;錦湖乙丙330、350市場主流報價在28000-28500元/噸之間,960、980等充油膠報價略低在28000元/噸左右;實際成交價格略低。
廣東市場,韓國SK三元乙丙正牌膠行情平穩,目前一級代理商對S505和S505A市場報價在26800元/噸,對S501A、S512F、S552市場報價在26500元/噸;貨源穩定,成交情況一般。
華南市場,三元乙丙膠行情較平穩,市場上貨源穩定,交投相對清淡。目前,日本JSR的EP33、35市場主流報價在29000元/噸左右;荷蘭DSM4703市場主流報價在
28500-29000元/噸左右,4802市場主流報價在28000元/噸左右;韓國錦湖KEP330、350市場主流報價在28500元/噸左右;實際成交價格略低。 近日,受吉化廠家連續上調4045出廠報價的影響,市場上的4045價格也一路走高,但是其他牌號的三元乙丙膠價格走勢依舊較平穩。由于目前下游廠家開工率不高,對乙丙膠需求較清淡,市場成交疲軟。預計短期內三元乙丙膠難有起色,還將以平穩走勢為主。
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