Cloroethylene

General

Although polyethylene has a low Tg it is highly crystalline and hence it is a thermoplastic and not a rubber at ambient temperatures.

If the regularity of the main chain could be interrupted, and crystallisation effectively prevented, a useful elastomer might result.

1. Chlorinated Polyethylene (CPE, CM). Designation in ISO 1629 – CM. Repeat Unit 1. Polyetylen clo hóa (CPE, CM). Xác định theo ISO 1629 – CM. Đơn vị lặp lại

General

Tổng quan

Although polyethylene has a low Tg it is highly crystalline and hence it is a thermoplastic and not a rubber at ambient temperatures. Mặc dù polyetylen có nhiệt độ Tg thấp nhưng nó có độ thủy tinh hóa cao, vì thế nó là nhựa nhiệt dẻo và không phải là cao su ở nhiệt độ môi trường.

If the regularity of the main chain could be interrupted, and crystallisation effectively prevented, a useful elastomer might result. Nếu sự điều hòa của mạch chính bị gián đoạn thì quá trình kết tinh sẽ được ngăn chặn một cách hiệu quả, khi đó có thể tạo ra được một loại vật liệu đàn hồi hữu dụng.

The chlorination of polyethylene is one method by which crystallisation can be prevented and chlorinated polyethylene is commercially available; the degree of chlorination, however, determines how rubbery the modified polymer is. Sự clo hóa polyetylen là một phương pháp có thể ngăn chặn quá trình kết tinh và loại polyetylen clo hóa sẵn sàng được thương mại hóa, mức độ clo hóa sẽ quyết định tính cao su của loại polyme được biến tính .

Polymers with a chlorine content of ca. 25% are still relatively crystalline, whilst those with a chlorine content of greater than 40% become increasingly brittle due to interaction between the now highly polar polymer chains. Các loại polyme có hàm lượng clo lên tới 25% vẫn kết tinh một cách tương đối, trong khi các loại có hàm lượng clo lớn hơn 40% sẽ trở nên giòn do có tương tác giữa các mạch polyme phân cực cao lúc bấy giờ.

The most desirable polymers, in terms of the absence of crystallinity and flexibility of the chains, are obtained when the degree of chlorination is around 35%. Các loại polyme được mong muốn nhất khi không có sự kết tinh và sự uyển chuyển của mạch sẽ đạt được nếu mức độ clo hóa ở khoảng 35%.

As with other polar polymers, these materials will resist oil, and the absence of a double bond in the main chain confers excellent stability to the deleterious effects of oxygen, ozone and light. Như các loại polyme phân cực khác, những vật liệu này sẽ kháng được dầu, sự không có mặt liên kết đôi trong mạch chính sẽ mang lại tính ổn định rất cao đối với những tác động có hại của oxy, ozon và ánh sáng.

Due to the absence of double bonds in the main chain, these materials can only be crosslinked by the action of peroxides or radiation. Do không có liên kết đôi trên mạch chính, những vật liệu này chỉ có thể được kết mạng bằng tác động của peroxide hoặc bức xạ nhiệt.

It is recommended that metal oxides are added to act as acid acceptors during vulcanisation, the oxides of magnesium and lead being used; zinc oxide is not used as it decreases the stability of the polymer. Trong quá trình lưu hóa, các oxit kim loại nên được thêm vào để đóng vai trò là các chất nhận axit, các oxit của magie hoặc chì có thể được sử dụng; kẽm oxit không được dùng vì nó làm giảm tính ổn định của polyme.

Uses Ứng dụng

It is fairly true to say that the use of chlorinated polyethylene has not been large, possibly due to the greater ease with which the chlorosulphonated polyethylene (Hypalon), a closely related competitor material, can be cured. Khá đúng khi nói rằng việc dùng polyethylen clo hóa không rộng rãi, có thể do nó bị cạnh tranh bởi polyetylen closulfonat hóa (Hypalon), đó là một loại vật liệu khá giống với nó nhưng lại có thể được lưu hóa dễ dàng hơn.

When used, chlorinated polyethylene has found its major use in the wire and cable industry.

It is also used in pond liners. Khi được sử dụng, polyethylen clo hóa có những ứng dụng chính trong công nghiệp dây điện và dây cáp.
Nó cũng được dùng trong các tấm phủ đáy ao hồ.

2. Chlorosulphonated Polyethylene (CSM, CSPE)
Designation in ISO 1629 – CSM
Repeat Unit

General

Tổng quan

The level of chlorination in these materials varies, and influences the properties of the material in exactly the same manner as the closely related chlorinated polyethylene. Mức độ clo hóa ở những vật liệu này sẽ khác nhau và ảnh hưởng lên tính chất của vật liệu tương tự như đối với loại polyethylen clo hóa đã đề cập.

The introduction of the chlorosulphonyl group in small amounts, <1.5%, gives greater choice in the methods used to crosslink the polymer. Việc thêm vào một lượng nhỏ nhóm closulfonyl, <1.5%, sẽ mang lại nhiều sự lựa chọn để kết mạng polymer hơn.

However, in general, the properties exhibited by these materials are equivalent to those of chlorinated polyethylene. Tuy nhiên, nhìn chungcác vật liệu này có tính chất tương đương với loại polyethylen clo hóa.

DuPont have produced a modified chlorosulphonated polyethylene based polymer (trade name Acsium). DuPont đã sản xuất ra một poplyme dựa trên polyethylen closulfonat hóa được biến tính (tên thương mại là Acsium).

In this modified polymer the chlorine content is reduced, but an additional pendant alkyl group is used to restrict the ability of the polymer to crystallise. Trong loại polyme biến tính này, hàm lượng clo giảm xuống, nhưng một nhóm treo alkyl được thêm vào để hạn chế khả năng kết tinh của polyme.

The result is a polymer with a lower Tg than the conventional CSM polymer. Kết quả là được một polyme có nhiệt độ Tg thấp hơn loại polyme CSM thông thường.

In addition to the use of peroxides for crosslinking, metal oxide, polyfunctional alcohols, amines and epoxide resin cure systems can be used with CSM rubbers. Bên cạnh việc dùng peroxide để kết mạng, các hệ lưu hóa oxit kim loại, rượu đa chức, amin và nhựa epoxide cũng có thể được dùng đối với cao su CSM.

In the metal oxide based cure systems it is usual to add a weak acid, such as stearic acid, and accelerators, such as MBT, MBTS or TMTD; magnesium or lead oxides are generally used. Trong hệ lưu hóa oxyt kim loại, thường có thêm một axit yếu như axit stearic và các chất xúc tiến như MBT, MBTS hoặc TMTD; oxit magie hoặc oxit chì cũng thường được sử dụng.

The most common polyfunctional alcohol used is pentaerythritol, but a base is also required to complete the cure system, magnesium and calcium oxide giving more controlled cure rates than stronger bases. Rượu đa chức được sử dụng thông dụng nhất là pentaerythritol, nhưng cũng cần thêm một bazơ để hoàn thiên hệ lưu hóa, trong đó magie oxit và canxi oxit giúp kiểm soát tốc độ lưu hóa tốt hơn so với các loại bazơ mạnh hơn.

As with chlorinated polyethylene rubber, chlorosulphonated polyethylene exhibits good resistance to oxygen, ozone and light. Giống với cao su polyetylen clo hóa, polyetylen closulfonat hóa thể hiện tính kháng oxy, ozon và ánh sáng tốt.

The polar nature of the polymer chain also confers oil resistance. Bản chất phân cực của mạch polyme cũng tạo nên tính kháng dầu.

Uses Ứng dụng

The excellent UV stability of chlorosulphonated polyethylene has led to wide use as a roof sheeting material, the ability to compound this material to slowly cure at ambient temperatures being an added advantage; another sheeting application is pond liners. Tính ổn định tia cực tím rất tốt của polyethylen closulfonat hóa đưa đến việc nó được dung rộng rãi như vật liệu tấm phủ mái nhà, cùng với khả năng tạo các hỗn hợp có thể được lưu hóa chậm ở nhiệt độ môi trường đã giúp vật liệu này có thêm lợi thế. Một ứng dụng khác là các tấm phủ đáy ao hồ.

Wire and cable applications, coated fabrics, and items made from them, hoses and moulded goods are other areas in which this material finds use. Vật liệu này cũng được ứng dụng vào dây điện, dây cáp, bọc vải sợi, các sản phẩm ống và các sản phẩm đúc khuôn.

Acsium is said to have been designed for use in synchronous drive belt applications. Acsium được thiết kế để dùng trong các ứng dụng truyền động bằng đai đồng bộ.

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: p00, Nhóm ncpt-vLAB

Hỗ trợ: Quốc Anh, Cao su Đức Minh