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第36卷,第6期
安徽化工
Vol 36. No6
2010年12月
ANHUI CHEMICAL INDUSTRY
Dec.2010
氯化聚乙烯基遇水膨胀橡胶的研究进展
郑业成
(安徽省化工研究院,安徽合肥230041)
摘要:综述了近年来新型功能材料氯化聚乙烯基遇水膨胀橡胶(CPE-WSR)制备方法的进展及其性能优化和工艺完善。
关键词:氯化聚乙烯;遇水膨胀橡胶;功能材料;共混;接枝共聚
doi:10.3969/.issn.1008-553X.2010.06.001
中图分类号:TQ3392文献标识码:A文章编号:1008-53X(2010)06-000-03
随着国民经济的发展,我国防水材料的研究和开2CPE基遇水膨胀橡胶的制备
发有了很大的进展。遇水膨胀橡胶( Water Swellable
CPE由高聚合度的碳、氢链节构成,本身是疏水性
Rubber,简称WSR)作为新一代密封材料和防水材料,物质,要使它达到吸水的目的,必须在CPE基体中引入
近年来受到人们的普遍重视和厂广泛关注。该类产品亲水的物质或基团。目前,向CPE基体中引人亲水基闭
既能迁应结构形变,起到弹性密封止水作用,又具有遇的方法有两种:一种是共混法,即用物理方法通过添加
水膨胀,以水止水的特点,在基础工程变形缝、施工缝、吸水性树脂制备吸水膨胀橡胶;另一种是化学接枝法,
各种管道接头密封、水坝嵌缝的密封防水方面显示出即通过化学反应将亲水性链段或基团接枝到橡胶大分
理想的性能,获得越来越广泛的应用。氯化聚乙烯是一子上。
种性能优良的特种橡胶,广泛应用于塑料改性、橡胶制2.1机械共混法
品等领域,具有来源广泛,成本低廉,加工技术成熟等
机械共混法主要是采用物理方法在CPE橡胶中填
优点。近年来,采用CPE作为基材制备WSR的研究充高吸水性物质,将吸水性物质作为橡胶配合剂混入
十分活跃,这些研究表明,CPE很有希望成为遇水膨CPE中。制备过程中在CPE橡胶包辊后陆续加入吸水
胀橡胶开发的重要基材。本文就近期氯化聚乙烯基遇性树脂及其他配合剂,依靠辊筒的挤压和机械剪切力使
水膨胀橡胶(CPE-WSR)的制备、性能、机理进行综述,吸水性树脂均匀分散在CPE中。
以期对相关研究提供参考。
张玉红等?将CPE与吸水性树脂丙烯酸一丙烯酰
1遇水膨胀橡胶的膨胀机理
胺共聚物(PAA-AM)制备了 CPE/PAA-AM的共混
一般来说,橡胶本身属于疏水性物质,主要由高聚WSR。结果表明,共混物的吸水速度很快,在吸水30min
合度的碳氢化合物组成。如果使橡胶类基材中含有部时即达到平衡。随吸水树脂量的增加,其吸水率增大,最
分亲水性物质,其遇水后就会因吸水而膨胀,使其具有大可达340%。考查吸水温度的影响时发现,温度低于
遇水膨胀性。人们对该类材料的膨胀机理进行研究后30℃时,随吸水温度増加,共混物平衡吸水率随之增大,
认为,当其与水接触时,水分子会通过扩散、毛细及但温度超过30℃时随温度增加,平衡吸水率反而减小,
表面吸附等物理作用进入遇水膨胀橡胶内,与其中的形成温敏性的水膨胀弹性体。共混物在各种电解质溶液
亲水性物质形成极强的亲和力。亲水性物质不断吸收中的吸水率只随盐的正离子价态的升高而降低,而与负
水分,致使橡胶发生形变,在抗形变力和渗透压差相当离子的半径及价态无关,pH值对共混物吸水率也有较
时达到平衡,吸水膨胀率可保持相对稳定。在具体应用大的影响。
中,吸水膨胀橡胶在封闭条件下使用,吸水后膨胀率并
冯东东等采用机械共混法将阴离子型聚丙烯酰胺
不能达到静水最大膨胀率,使膨胀橡胶与约束体间产( PHPAM)吸水树脂与氯化聚乙烯共混制得CPE-WSR
生接触压力,这种接触压力使吸水膨胀橡胶产生密封并考査了吸水树脂的粒径、用量及吸水树脂状态对
止水作用。
WSR力学性能的影响。研究发现,共混物力学性能随吸
收稿日期
作者简介:郑业成(1959~),男,工程师,目前从事化工生产和行政管理工作,13305515981,0551-5527958。
郑业成;氯化聚乙烯基週水膨胀橡胶的研究进展
使用后CPE-WSR的膨胀率会有不同程度的下降?
体的研究J高分子材料科学与工程,2002,18(2):123-126
为使材料的性能得到优化,添加界面相容剂是一有?张玉红,邹其超,何本桥,等.CPSP(A-AM)吸水膨胀弹性
效途径。张玉红?等在氯化聚乙烯与PAA-AM共混时
体吸水性能的研究高分子材料科学与工程,2002,18
加入两亲聚合物CPE-g-PEG作为界面相容剂,可有效
6):171-173.
改善材料的力学性能,增大材料的吸水率。这是因为增容刚冯东东,李玉林,何培新.CPE/ / PHPAM共混型吸水膨胀弹性
体力学性能.胶体与聚合物,2001,2(19):175-185
剂属于两亲性物质,可由表及里在橡胶基材与吸水树脂
9] Showa Denko Co Ltd. Water-absorbing rubber P]. JP59126448
之间建立大量的吸水通道,从而政善了材料的吸水性能。
1984-07-2
相比较而言,化学接枝法制备的CPE-WSR的力学[1?班琳,宋永海 CPE/REC共混型吸水膨胀橡胶的性能研究卩
性能较好,吸水率在重复使用中的保持性优良,但制备
安徽化工,2009,35(5):30-33
工艺较为复杂,且需使用有机溶剂。因此,研究工艺简便「11帕田尚.水膨润树脂组成物及用止水板.日本公开特许公报,
的化学接枝法是CPE-WSR今后的发展方向。其次,在
62-284847,1986-09-31
以往的研究中人们对CPE-WSR的性能进行了较为详?里田秀敏水膨胀性シール材の製造方法.特开平6-13600
尽的研究,但对作为基材的CPE的结构、形态和性能等
1994-05-17
对CPF-WSR的性能影响则较少涉及,尚需进一步深入13渡辺正支,宇都宮信吾.水膨润性シールング材,特开平6-
136005,1989-07-05.
研究
14杨秀利,张书香,樊庆春,等.氯化聚乙烯共混丙烯酸钠制备
4结束语
吸水膨胀橡塑材料[η应用化学,2002,8(19):764-768.
综上所述,作为一种新型功能性材料,氯化聚乙烯15张玉红,冯东东,何培新.双亲性氯化聚乙烯接枝共聚物的
基遇水膨胀橡胶具有优良的综合性能。随着研究的不断
吸水膨胀性能卩.合成橡胶工业,2006,29(5):339-343
深人,这种新型材料的开发对于CPE应用领域的开拓[1?冯东东,何培新.氯化聚乙烯接枝水溶性单体湖北大学学
和WSR的开发都将做出重要贡献。
报(自然科学版),2001,23(1):65-69.
参考文献
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