Polycloroprene (CR)


Polychloroprene (CR)
Designation in ISO 1629 - CR
Polycloroprene (CR)
Xác định theo ISO 1629 – CR
Repeat Unit: Đơn vị lặp:
Name:  Polychloroprene-17-11-2011 14-20-02.png
Views: 38
Size:  4.1 KB
Name:  Polychloroprene-17-11-2011 14-20-02.png
Views: 38
Size:  4.1 KB
General:
This polymer is frequently, but incorrectly, referred to as Neoprene which is a trade name.
Polychloroprene is produced by emulsion polymerisation, during which the following forms of addition are possible:
Tổng Quan:
Loại polymer này thường được biết đến với tên gọi thương mại là Neoprene.
Polycloroprene được sản xuất bởi sự polymer hóa ở dạng nhũ tương, trong đó có thể ở các dạng sau:
Name:  Polychloroprene17-11-2011%2014-20-30.png
Views: 22
Size:  16.0 KB
Name:  Polychloroprene17-11-2011%2014-20-30.png
Views: 22
Size:  16.0 KB




Since it is not possible to commercially produce a polymer that is based on the cis 1,4 form, commercial polymers are based on the trans 1,4 form which has a crystalline melting point, Tm, of +75 °C and a Tg of –45 °C. Loại polymer ở dạng cis 1,4 không phải là loại polymer thương mại, loại polymer thương mại ở dạng trans 1,4, nó có nhiệt độ nóng chảy Tm ở 75oC và nhiệt độ thủy tinh hóa Tg là -45oC.
Pure 1,4 trans polychloroprene thus crystallises readily and would normally be considered to be of limited use for a rubber. Do loại polycloroprene dạng 1,4 trans tinh khiết dễ dàng kết tinh nên thường được cân nhắc, hạn chế trong việc sử dụng làm cao su.
Such a polymer, however, does not crystallise when dissolved in a solvent, but will do so when the solvent evaporates.


This feature is used to good effect in the production of contact adhesives.
Tuy nhiên, loại polymer như vậy không kết tinh khi hòa tan trong dung môi, nhưng sẽ kết tinh khi làm bay hơi dung môi.


Với tính năng này, nó được sử dụng trong các sản phẩm keo dán cho hiệu quả rất tốt.
The temperature of polymerisation, however, influences how closely the polymer attains the trans 1,4 form. Tuy nhiên nhiệt độ của sự polymer hóa ảnh hưởng chặt chẽ đến sự tạo thành dạng trans 1,4.
Raising the polymerisation temperature from –40 °C to +40 °C increases the percentage of 1,2 and 3,4 forms both of which reduce the regularity and hence the tendency to crystallise. Nhiệt độ polymer hóa từ -40oC đến 40oC sẽ làm tăng hàm lượng cả hai dạng 1,2 và 3,4 do đó sẽ làm giảm khuynh hướng kết tinh.
Thus chloroprene based polymers that are intended to be rubbery are polymerised at higher temperatures. Do đó, các loại polymer cloroprene muốn làm cao su thì phải polymer hóa ở nhiệt độ cao hơn.
The 1,2 grouping in the main chain is the site of crosslinking reactions during cure. Trong quá trình lưu hóa, nhóm 1,2 trong mạch chính sẽ có các phản ứng phụ tạo liên kết ngang (liên kết mạng).
The ability to crystallise can also be controlled by copolymerising chloroprene with small amounts of other monomers. Khả năng kết tinh cũng có thể được kiểm soát bởi sự copolymer hóa cloroprene với một lượng nhỏ các loại monomer khác.
Two different mechanisms are used to control the molecular weight of the polymer during polymerisation: Có hai cơ chế khác nhau được sử dụng để kiểm soát trọng lượng phân tử của polymer trong suốt quá trình polymer hóa.
  • In the so-called G types, sulphur is copolymerised with the chloroprene to yield a product as shown schematically below:
  • Đối với loại G, lưu huỳnh được copolymer hóa với cloroprene, thu được sản phẩm như hình sau đây:
Name:  Polychloroprene17-11-2011 14-20-55.png
Views: 39
Size:  4.9 KB




The G types are stabilised with TETD, with the result that the G types do not require further acceleration to cure.
Name:  Polychloroprene17-11-2011 14-20-55.png
Views: 39
Size:  4.9 KB




Loại G được ổn định bởi TETD, kết quả là loại G không cần thêm chất xúc tiến trong quá trình lưu hóa.
  • In the so-called W types, the molecular weight is controlled by the use of a mercaptan.
  • Đối với loại W, trọng lượng phân tử được kiểm soát bởi mercaptan.
The following differences are apparent between the G and W types: Sau đây là các sự khác nhau giữa hai loại G và W:
G types: Loại G:
G types can break down during mixing or milling via cleavage at the Sx group; this decreases molecular weight and hence reduces the elasticity, or nerve, during processing.
Loại G có thể bị cắt mạch trong quá trình trộn và cán luyện thông qua sự phân tách nhóm Sx, điều này làm giảm trọng lượng phân tử và kéo theo là tính đàn hồi cũng giảm theo.
The extent of breakdown is somewhat dependent on the exact grade, Neoprene GW being virtually unaffected by milling.


Cleavage at the Sx group can also occur during long-term storage, and the G types therefore have the disadvantage of a limited storage life.
Mức độ của việc cắt mạch phần nào phụ thuộc vào từng loại cao su, Neoprene GW hầu như không phụ thuộc vào sự cán luyện.


Sự phân tách nhóm Sx có thể xảy ra trong quá trình tồn trữ lâu ngày, và vì thế mà loại G sẽ bất lợi trong quá trình tồn trữ.
The G types do not require further acceleration during cure, but exhibit slightly inferior ageing characteristics.
Resilience and tack are generally better than with the W types.
Loại G không cần thêm chất xúc tiến trong quá trình lưu hóa, nhưng đặc tính chống lão hóa hơi kém.
Độ đàn hồi và độ dính nhìn chung thì tốt hơn so với loại W.
W Types:


These types exhibit superior storage life, and ageing characteristics, but require the addition of accelerators to achieve an acceptable rate of cure.
Loại W:


Loại này có khả năng tồn trữ và đặc tính kháng lão hóa tốt, nhưng cần phải thêm chất xúc tiến để đạt được tốc độ lưu hóa thích hợp.
They do not break down during mixing.


During processing they are less prone to scorch, and will accept higher loadings of filler.
Loại này không bị cắt mạch trong quá trình cán luyện.


Trong quá trình xử lý, nó ít bị tự lưu và có thể thêm một lượng lớn chất độn.
The cured compound generally exhibits a lower compression set, and a greater ability to resist heat ageing. Thông thường hỗn hợp sau lưu hóa có biến dạng nén thấp hơn và có khả năng chịu nhiệt tốt hơn.
The chlorine atom in the repeat unit has a tendency to deactivate the double bond in the main chain, thus polychloroprene tends to resist oxidation, ozone and UV light to a higher degree than the other unsaturated rubbers, although they still require protection if the maximum performance is to be obtained. Nguyên tử Clo trong công thức, có khuynh hướng giảm hoạt tính của nối đôi trong mạch chính, làm cho polycloroprene có xu hướng chống lại sự oxi hóa, ozon, và tia cực tím cao hơn so với các loại cao su bất bảo hòa khác, mặc dù vậy nó cũng cần được bảo vệ để đạt được các tính năng tốt nhất.
Unfortunately, this deactivation of the double bond means that the polymer cannot be crosslinked by sulphur Cũng chính vì điều này làm cho polymer không thể tạo liên kết mạng bằng lưu huỳnh được.
The chlorine atom also confers an increased level of resistance to oils, so that the oil resistance of polychloroprene is roughly intermediate between natural rubber and nitrile rubber, and is often sufficient for many applications Phân tử clo còn có tác dụng làm tăng tính chịu dầu, tính chịu dầu của polycloropren nằm khoảng giữa cao su thiên nhiên và cao su nitryl, và điều này đủ cho nhiều ứng dụng.
Polychloroprene is also self-extinguishing in flame tests. Polycloroprene còn có khả năng chống cháy
Metal oxides are principally used for curing these materials; peroxides are generally not used.


The most widely used cure system is based on magnesium oxide/zinc oxide, the cured properties achieved being dependent on the ratio of the two; the most common ratio is magnesium oxide 4.0 and zinc oxide 5.0.
Các oxid kim loại chủ yếu được sử dụng để lưu hóa; thông thường người ta không sử dụng peroxid cho quá trình lưu hóa.


Magie oxid /kẽm oxid hay được sử dụng nhất để lưu hóa, các tính chất đạt được sau lưu hóa phụ thuộc vào tỉ lệ của 2 thành phần này; thông thường sử dụng tỉ lệ 4 magie oxid, 5 kẽm oxid.
As the zinc oxide tends to promote scorch it is added late in the mixing cycle, whilst magnesium oxide is added early.


One drawback of the MgO/ZnO cure system is that chlorine liberated during cure reacts with the oxides to yield chlorides which are hydrophilic and compounds containing this cure system can swell in hot water; even in cold water swell can be progressive and eventually large.
Kẽm oxid có khuynh hướng thúc đẩy sự lưu hóa sớm, nên được thêm vào cuối chu kì cán luyện, trong khi magie oxid được thêm vào trước.


Một nhược điểm của hệ thống lưu hóa bằng MgO/ZnO là các phân tử clo được giải phóng trong quá trình lưu hóa sẽ phản ứng với các oxid tạo ra các muối clorur ưa nước, nên các hợp chất lưu hóa bằng hệ thống này có thể bị trương nở trong nước nóng, ngay cả trong nước lạnh cũng vậy.
Lead oxide (PbO or Pb3O4) up to levels of 20 phr can be used to improve resistance to water as the chloride formed during cure is insoluble. Chì oxid (PbO hoặc Pb3O4) được cho vào khoảng 20% có thể làm tăng khả năng chịu nước của các muối clorur sinh ra trong quá trình lưu hóa do muối chì clorur không tan.
The W types require additional acceleration and ethylene thiourea (ETU), gives the best balance of all properties.


However, the use of this accelerator is increasingly being restricted due to fears of its effects on pregnant women, and more recently men.
Loại W cần phải thêm chất xúc tiến và etylene thioure (ETU) để đạt sự cân bằng tốt nhất của các tính chất.


Tuy nhiên, việc sử dụng các chất xúc tiến này ngày càng bị hạn chế do việc lo ngại có ảnh hưởng đến phụ nữ mang thai, và ngay cả nam giới.
DETU, thiurams and guanidines can also be used.
Sulphur is sometimes used to increase the degree of cure in the W types, but this detracts from the ageing performance of the vulcanisate.
DETU thiuram và guanidine có thể được sử dụng để thay thế.
Thỉnh thoảng cũng sử dụng lưu huỳnh để làm tăng mức độ lưu hóa của loại W, nhưng nó lại làm giảm tác dụng chống lão hóa.
Uses:


Due to its balance of strength, oil resistance, inflammability, increased resistance to ozone, ageing and weathering, polychloroprene finds widespread industrial use.
Ứng dung:


Do tính cân bằng giữa độ bền, tính chịu dầu, chống cháy, tăng khả năng kháng ozon, lão hóa và thời tiết, polycloroprene được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp.
Typical uses are V-belts, conveyor belts, wire and cable jacketing, footwear, wet suit applications, coated fabrics, inflatables, hoses, extrusions and many other goods. Các ứng dụng điển hình là: dây đai, băng tải, vỏ bọc dây điện, dây cáp, giày dép, các ứng dụng trong môi trường ẩm ướt phù hợp, cán tráng lên vải , các sản phẩm có thể bơm hơi, ống cao su, ép đùn và nhiều ứng dụng khác.
Adhesives are also a strong market area. Chất kết dính cũng là một thị trường lớn.








Nguồn tài liệu: Rubber Basics
Tác giả: Richard B. Simpson
NXB: Rapra Technology Limited
Cung cấp: Tuan Van Doan (Ph.D candidate),
Yonsei University, South Korea.
           Người dịch đề nghị: Dương Vương Minh, vLAB
Hỗ trợ: Trần Minh Khải, Cty CP Cao Su Thái Dương


Tài liệu dự thảo, vui lòng không trích đăng lại trên mạng. Ban QT DĐ.