胺类封端剂Imine-GLYME的合成、表征及在SSBR中的应用

摘要

近年来随着汽车工业的快速发展，绿色、低能耗的轮胎成为世界各国的研究热点，对合成橡胶特别是溶聚丁苯橡胶(SSBR)提出了更高的要求。在各种各样的解决方法中，对橡胶大分子自由链端进行官能化改性成为制备低滚动阻力、高性能SSBR最有效的方法之一，引起国内外的广泛重视和研究。目前，二苯基甲酮、醛亚胺、硅烷基、烷氧基等末端官能化的SSBR已经被合成。研究表明，西弗碱(Schiff base)类封端剂能与聚合物活性端基锂等摩尔反应，封端反应速率和效率高、无副反应，成为橡胶端基官能化改性最值得关注的技术之一，故此本文设计合成了一种新型的胺类封端剂，应用SSBR的端基官能化改性。
　　本研究首先以甲苯为溶剂，用苯甲醛，3-氨基丙基三（甲氧基乙氧基乙氧基）硅烷合成胺类封端剂N-苯亚甲基-3-三（甲氧基乙氧基乙氧基）硅烷基-1-丙胺(Imine-GLYME)，采用红外，核磁共振仪(1H-NMR13C-NMR)对其微观结构进行表征。结果表明合成出了理想的封端剂Imine-GLYME。为了确定最佳的封端条件，本实验选取操作相对简单的苯乙烯单体为模型，以正丁基锂(n-BuLi)为引发剂，环己烷为溶剂，采用阴离子聚合技术，利用自主合成的封端剂Imine-GLYME对模型聚合物PS进行封端，采用核磁共振仪(1H-NMR)和凝胶渗透色谱仪(GPC)对其微观结构和分子量进行表征，探索最佳的封端条件。1H-NMR谱表明Imine-GLYME与聚苯乙烯锂(PSLi)发生了封端反应生成PS-GLYME，GPC谱图表明Imine-GLYME封端PS易发生副反应，封端后有多聚体等非官能化副产物生成，但是封端前加入1，1-二苯基乙烯(DPE)盖帽剂后再封端，可避免副反应发生，对封端反应机理也进行了探究。随后将Imine-GLYME应用于丁二烯(PB)的封端，探索不同结构调节剂对PB微观结构的影响。最后将封端剂Imine-GLYME应用于溶聚丁苯橡胶(SSBR)的封端，为SSBR-GLYME工业化提供理论依据。

目录

声明

摘要

引言

第1章 文献综述

1．1 溶聚丁苯橡胶的简介

1．2 溶聚丁苯橡胶的结构与性能

1．2．1 苯乙烯含量的影响

1．2．2 丁二烯微观结构的影响

1．2．3 极性结构调节剂的影响

1．2．4 分子量及其分布的影响

1．2．5 自由链端的影响

1．3 溶聚丁苯橡胶微观结构改性

1．4 溶聚丁苯橡胶端基改性

1．3．1 端羧基封端溶聚丁苯橡胶

1．3．2 端羟基封端溶聚丁苯橡胶

1．3．3 端西弗碱封端溶聚丁苯橡胶

1．3．4 端硅烷基封端溶聚丁苯橡

1．3．5 端胺基封端溶聚丁苯橡胶

1．5 论文选题的目的和意义

1．6 本课题的主要研究内容

第2章 实验部分

2．1 实验试剂及仪器

2．1．1 实验试剂

2．1．2 实验仪器

2．1．3 实验原料预处理

2．2 新型亚胺类封端剂(Imine-GLYME)的合成

2．3 末端官能化聚合物的合成

2．3．1 PS-GLYME的合成

2．3．2 PB-GLYME的合成

2．3．3 SSBR-GLYME的合成

2．4 分析与测试

2．4．1 分子量及其分布测定仪器和方法

2．4．2 微观结构的测试仪器和分析方法

第3章 结果与讨论

3．1 Imine-GLYME的合成及表征

3．1．1 Imine-GLYME的结构表征

3．1．2 Imine-GLYME的最佳合成反应条件探究

3．1．3 封端剂Imine-GLYME的溶解性探究

3．1．4 小结

3．2 封端剂Imine-GLYME的应用

3．2．1 PS-GLYME的合成及表征

3．2．2 PB-GLYME的合成及表征

3．2．3 封端机理的探究

3．2．4 DPE对副反应的影响

3．2．5 SSBR-GLYME的合成及表征

3．2．6 小结

结论

参考文献

致谢

作者简介