聚硫橡胶是由二
卤代烷与
碱金属或
碱土金属的
多硫化物缩聚而得的合成橡胶。有优异的耐油和耐
溶剂性,但强度不高,耐老化性能不佳,加工性能不好,有臭味。多与丁橡胶并用。工业产品有固体聚硫橡胶、液态聚硫橡胶和聚硫胶乳。主要用作建筑,复层玻璃,其他工业用的密封材料,以及环氧树脂的固化剂。
【—CH2—CH2—Sx—】n 由二卤代与碱金属或碱土金属的多硫化物缩聚而得的合成橡胶。有优异的耐油和耐溶剂性,但强度不高,耐老化性能不佳,加工性能不好,有臭味。多与丁腈橡胶并用。工业产品有固体聚硫橡胶、液态聚硫橡胶和聚硫胶乳。1929年,美国聚硫橡胶公司首先开始工业生产聚硫橡胶。中国1955年锦西化工进行中间试验,产量可满足国内需要。
苏联、
德国、
法国、
意大利、
比利时、
日本等都曾有聚硫橡胶生产。目前仅德国、日本、
俄罗斯和我国有生产。
说明:一种合成橡胶,属特种橡胶。含有硫原子的特种合成橡胶的总称。是
脂肪烃、醚类等的二卤衍生物或它们的
混合物和
碱金属、
碱土金属的
多硫化物的缩聚物。每个重复单元具有两个到四个硫原子的直链。根据所用原料和它们的比例的不同,可以得到各种坚韧的块状、粉状或粘稠状液体物质。黄绿色、浅褐色或深褐色。密度1.28~1.41。玻璃化
温度42~-54℃。不溶于油类和各种
溶剂,在
二硫化碳中稍溶胀。不因氧、
臭氧和日光等作用而发生变化。透气性小。拉伸强度和伸长率较低,需加入
碳黑补强。由于其耐油性强,需用胍类、噻唑类、
福美双类等
促进剂作软化剂,用
二氧化锰、
二氧化铅、
过氧化锌作硫化剂。可与其他橡胶并用。其主要缺点是耐寒性、耐热性、粘着性较差,有臭味。主要用于制造各种耐油橡胶制品。可由二卤衍生物(主要是二氯
乙基缩甲醛、
二氯乙烷、二氯
乙醚等)与
碱金属和
碱土金属的
多硫化物(通常是
多硫化钠等)在惰性介质中(如水、醇或丙的
水溶液等)和
分散剂(碱土金属的氧化物、
氢氧化物和
碳酸根如
氢氧化镁等)存在下于60℃左右经搅拌缩聚等步骤而制得。
80年代,固态聚硫橡胶产品主要有三种:①A 型聚硫橡胶,是二氯乙烷与碱金属四
硫化物的缩聚物(Thiokol A)。②FA型聚硫橡胶,是二氯乙烷、双-2-
氯乙基缩甲醛与碱金属
二硫化物的缩聚物(Thiokol FA)。③ST型聚硫橡胶,是双二氯
乙烯基缩甲醛、
三氯丙烷与
碱金属多硫化物的缩聚物(Thiokol ST)。因含有端基和 2%的交联度,压缩变形比前两种聚硫橡胶有所改善,但耐油性能和贮存稳定性比Thiokol FA差。分子量较低(1200~3000)的液态聚硫橡胶,带有
巯基、羟基、卤素、
多胺、胺等端基,其中带巯端基的液态聚硫橡胶占聚硫橡胶产品的绝大部分。
一般以水或含醇的水作聚合介质,以
烷基磺酸钠和
氢氧化镁溶胶作悬浮剂,二氯
乙基缩甲醛和
多硫化钠在90~100℃下进行悬乳聚合。聚合物悬浮液经
沉降、水洗、滤析处理后得到高分子量的聚合物。用
硫氢化钠、
亚硫酸钠可以使高分子量的聚合物发生断链,得到分子量为1000~10000并带有巯端基的聚合物,在聚合配方中加入少量
三氯丙烷,可使聚合物分子具有高交联度和支链。
聚硫橡胶加工时须使用补强剂,最适宜的是
碳黑。A和 FA型聚硫橡胶要先添加
化学塑解剂加以塑炼,以改善其塑性。加入的硫化剂为金属
氧化物,主要是
氧化锌。成型时还得添加增塑剂和软化剂(见橡胶助剂)。ST型聚硫橡胶因在合成时已调整粘度,所以不需加塑解剂,也无需塑炼,通常使用类和
有机过氧化物硫化剂,通过巯端基进行硫化。液态聚硫橡胶的固化剂可以是金属氧化物和
有机化合物,最常用的是
二氧化铅。用途 固体聚硫橡胶主要用于制造输油胶管、印刷胶、密封圈以及气量计的隔膜;液态聚硫橡胶用于飞机油箱、机舱的密封和火箭推进剂,掺入环氧树脂后可以减少固化时的收缩,增加冲击强度,广泛应用于胶粘剂、电器制品以及涂料等方面;聚硫橡胶胶乳可以直接涂敷,用作混凝土汽油贮槽内表面涂料。
两端具有
硫醇,(-sH)的聚硫橡胶是一种低分子量聚合物,它具有低温柔顺性、耐
溶剂性、
应力松弛等优异性能。当聚硫橡胶与环氧树脂混合后,末端的硫醇基与环氧树脂发生化学反应,从而进入固化后的环氧树脂结构中-,赋予了交联后_的环氧树脂很好的柔韧性、高的剪切强度和剥离强度。为克服聚硫橡胶的硫醇基与
环氧树脂在无催化剂作用下反应
速率慢的缺点,可用
丙烯酸酯和环氧基对聚硫橡胶封端改性后再与环氧混合。