什么是CR?
CR(氯丁橡胶,Chloroprene Rubber,美国杜邦商品名Neoprene®)是全球消费量第四大的合成橡胶品种,年需求量约40万吨。CR由2-氯-1,3-丁二烯(氯丁二烯)通过乳液聚合而成,分子链每个重复单元上携带一个氯原子(Cl含量约36-38%),这个氯原子赋予了CR一组独特且不可替代的综合性能——在通用合成橡胶中,CR是唯一同时具备良好耐油性、耐候性和阻燃性的品种。
CR的商业化始于1931年美国杜邦公司(Wallace Carothers和Arnold Collins)——这是世界上第一个商业化成功的合成橡胶,比SBR(1940年代)早近十年。"Neoprene"(氯丁橡胶)和"Nylon"(尼龙)都是杜邦在1930年代发明的划时代聚合物材料。目前全球主要CR生产商包括:阿朗新科(Baypren®)、电化(Denka Chloroprene®)、东曹(Tosoh Skyprene®)、昭和电工(Showa Denko Chloroprene®)和中国的山纳合成橡胶/长寿化工。
CR的聚合速率可通过调节聚合温度控制——硫调节型(G型,含多硫键)和非硫调节型(W型,不含硫)。G型CR分子链中含有多硫键,在储存中会发生自交联现象导致门尼粘度逐渐升高,储存稳定性差但物理性能上限更高;W型CR储存稳定,加工性和储存性兼备,是市场主流。G型(如Baypren 210、Neoprene GNA)和W型(如Baypren 110、Neoprene WRT)根据粘度和结晶速度的不同进一步细分为数十个牌号。
CR的核心特性组合(四种性能同时具备,这在通用橡胶中独一无二):(1)耐候耐臭氧——分子中氯原子的电负性降低了主链双键的反应活性,使CR的耐臭氧性远超NR/SBR/NBR但略逊于EPDM,户外使用寿命10-15年;(2)阻燃性——氯含量36%赋予CR自熄性,氧指数30-38%,燃烧时释放HCl气体抑制火焰,满足UL 94 V-0和FMVSS 302等阻燃标准;(3)中等耐油性——ASTM #3 Oil体积变化40-60%(比EPDM/NR/SBR好得多,但不如NBR),适用于偶然油类接触的场合;(4)优良的金属粘接性——CR与钢、铝、黄铜等金属的本征粘接力在通用橡胶中天然最优,常用于金属-橡胶粘接制品。