特種橡膠材料介紹--氯磺化聚乙烯橡膠（CSM）

一 簡介：

氯磺化聚乙烯（别名：海泊龍 海泊隆 hypalon）是聚乙烯經氯化和氯磺化而制得的一類特種橡膠。聚乙烯經氯化和磺化處理後，其結構的規整性被破壞，而變為在常溫下柔軟而有彈性的氯磺化聚乙烯橡膠。

氯磺化聚乙烯是将聚乙烯溶解在四氯化碳、四氯乙烯或六氯乙炔中，以偶氮二異丁腈為催化劑或紫外光照射下，通入氯和二氧化硫的混合氣或用亞磺酰氯SO₂CI進行處理而得。簡要結構如下：

氯磺化聚乙烯橡膠的性能取決于原料聚乙烯的分子量、氯和硫的相對含量。其中聚乙烯分子量對氯磺化聚乙烯性能的影響較大：分子量過低成品粘性大，拉伸強度低；其物理機械性能随着聚乙烯分子量的增加而提高，但增到一定限度後，對其性能的影響就不明顯了。一般采用的聚乙烯分子量再2w~10w。其中氯磺化聚乙烯20、30采用低分子量2w~4w的高壓聚乙烯；氯磺化聚乙烯40和45常用分子量8w~10w的低壓聚乙烯。

聚乙烯分子鍊中引入氯原子可以在保持聚乙烯優良性能的同時，消除分子的結晶性，得到的彈性體柔軟而易于加工。含氯量在25%~38%的聚合物的硬度和強度最小，繼續提高氯含量将使聚合物的硬度和強度提高。試驗證明，最宜的氯含量約為27%。氯含量較高時，所得聚合物的耐溶劑性、耐油性較好，在較高溫度下的強度也比較大，但壓縮永久變形及在低溫下的脆性增大。當含氯量為27%~30%時，聚合物具有足夠的可塑性，而且具有良好的加工性能。

二氧化硫的作用是使它與氯結合，在氯磺化聚乙烯中形成亞磺酰氯基，以便借助于這個基團形成交聯結合，因此，其含量對膠料的硫化性能有很大影響。含量過高容易焦燒，若以該基團中的硫含量計，一般以1.5%為宜。

氯磺化聚乙烯為白色或乳白色片狀或粒狀固體，相對密度1.07~1.28。其溶解度參數δ=8.9，易溶于芳香烴及氯代烴；在酮、酯、環醚中的溶解度較低；不溶于酸、脂肪烴、一元醇及二元醇。氯磺化聚乙烯橡膠在121℃及以上溫度下連續加熱數小時，亞磺酰氯基會發生裂解，使聚合物及其溶解黏度增高，加工過程中容易産生早期硫化現象。

二 基本特性：

氯磺化聚乙烯的化學結構式完全飽和的，結構的飽和性使其具有很多特性，由于分子鍊中沒有雙鍵存在，硫化機理與其他橡膠不同。

與不飽和橡膠相比，氯磺化聚乙烯硫化膠具有如下優良性能。

1抗臭氧性能優異

用其制得的制品不需要添加任何抗臭氧劑。

2耐熱性能

氯磺化聚乙烯經過防老劑配合耐熱溫度可達150℃（短時間）。對于120℃以下使用制品宜用防老劑BA（丁醛苯胺縮合物）2份；用于120℃以上的制品宜用2份防老劑BA與1份防老劑NBC(二丁基二硫代氨基甲酸鎳)并用。

3耐化學藥品性能

氯磺化聚乙烯的耐化學藥品性能良好。

4耐候性能

氯磺化聚乙烯的耐候性能十分優良，特别是在配用适當的紫外線遮蔽劑（如二氧化钛、炭黑等）的場合。其中氯磺化聚乙烯40最優。

5 低溫特性

氯磺化聚乙烯的耐低溫性能良好，在-40℃下能保持一定的屈撓性，在-56℃下發脆。

6物料機械性能

氯磺化聚乙烯不用炭黑補強具有20MPa以上的強度，可以用于制備各種淺色制品。此外，它的耐磨性十分優良，可于低溫丁苯橡膠相比拟。

7耐燃性能

由于氯磺化聚乙烯結構中含有氯原子，故不會延燃，是一種僅次于氯丁橡膠的耐熱橡膠。氯磺化聚乙烯還可于與各種橡膠并用，提高其并用膠的抗臭氧、耐候性。

此外，氯磺化聚乙烯也有其缺點：如壓縮永久變形大，低溫彈性差，耐油性不如丁腈橡膠，成本較氯乙醇、氯化聚乙烯高等。

三 應用

氯磺化聚乙烯以優異的耐臭氧、耐氣候老化性能而著稱，并且具有優良的耐油、耐化學介質和力學性能。因此，氯磺化聚乙烯應用廣泛，可用于電線電纜包覆層、電纜絕緣層、膠管、膠帶、汽車零部件、建築防水器材、罐槽襯裡、膠闆、防腐塗料等。

1 建築材料  CSM的主要用途之一就是用作工業池、槽、水庫襯膠和單層屋面防水層。在這些用途中，CSM通常是以未硫化膠卷材的形式使用，在施工現場粘合。在單層屋面防水材料方面，CSM與乙丙橡膠、PVC、改性瀝青、氯丁橡膠、氯化聚乙烯相媲美。CSM是優良的屋面材料，主要用于需要抗較多油和化學品的工廠。

2電纜絕緣材料  CSM是多種電線電纜護套的理想材料。它比氯丁橡膠具有更好的耐熱性，在有些電線電纜的應用中已部分替代了氯丁橡膠。用乙丙橡膠絕緣，CSM保護套的電纜能滿足IEEE(國際電子和電氣工程師協會)标準的要求，以備用于核電站中。PVC與CSM共硫化制造耐天候或高溫蠕變性能優異的膠料。CSM薄膜與電解鐵箔層可壓制成電磁屏蔽膜。

3 汽車工業  CSM廣泛用于汽車工業，主要用于空調、液壓系統、排氣控制、燃料管路和真空調節系統裝置的膠管。還可以用作火花塞和點火線、汽車密封條、駕駛盤底漆等。

4 工業用途  CSM在工業上用于制造具有特殊性能的管子、運輸帶、密封件等制品。如以CSM為内層制得的層壓管對氟代烴冷凍劑滲透性低，适用于制冷劑輸送管。制造CSM－氟代橡膠層壓管時，如加入過氧化物，可以大大提高層壓制品的剝離強度，該層壓制品适于制造輸送、貯存燃料油的管子和容器。

5塗料  塗料用膠大約占我國CSM用量的85%。采用CSM制造的塗層成膜結構飽和，無發色基因存在，所以固化後的塗層具有卓越的耐氧化劑、耐臭氧、耐天候老化、耐紫外線、抗核輻射及優異的耐酸、堿、鹽等性能。該塗料廣泛用于遭受化工大氣、介質腐蝕的化工設備、鋼結構，管線，貯罐，廠房建築物，尿素硝酸铵造粒塔，煤氣櫃，污水池，乙烯火櫃，棧橋，船舶及核電站廠設備。

6 CSM可與其它橡膠進行共混改性。 CSM與氟橡膠共混，可改善共混膠料的加工性能。CSM與乙丙橡膠共混，可改善硫化膠的物理機械性能和熱物理特征。在EVA聚合物中加CSM和異戊膠共混可制造耐滑、耐磨、耐油的性能。CSM與PVC、PU在擠出機中摻混後硫化可制造改善耐油、耐臭氧的硫化膠。