星形多臂高乙烯基溶聚丁苯橡胶的合成

摘要

近年来，由于对环保节能的重视，绿色轮胎的开发已成为减少机动车能耗的主要手段。而高乙烯溶聚丁苯橡胶(SSBR)因其抗湿滑性能强，滚动阻力小成为绿色轮胎必不可少的橡胶材料。SSBR的乙烯基含量可以通过添加极性调节剂来实现，并且在丁苯聚合后加入偶联剂可以克服生胶的冷流现象，改善材料的加工性能。所以本文主要选用四氢糠基乙基醚(ETE)，叔丁氧基钾(t-BuOK)，十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作调节剂，二乙烯基苯(DVB)作偶联剂对丁苯共聚的微观结构和偶联反应进行了研究与探讨。
　　本研究主要内容包括：⑴以ETE为调节剂，采用负离子聚合的方法，研究了ETE调节下丁苯共聚反应动力学，在此基础上，以DVB为偶联剂探究了不同偶联剂，不同偶联时间，不同偶联方式、不同温度、不同分子量对偶联反应的影响，并对不同时间偶联反应的支化结构进行了分析与表征。结果表明，反应仅需25min，单体转化率即可达到100％; DVB的偶联效果优于常规偶联剂四氯化锡(SnCl4);随着偶联时间的延长，DVB偶联产物偶联效率增大;当偶联温度在40℃到70℃之间时，温度对偶联效率的影响并不大，当分子量在5万到10万之间时，偶联效率随着分子量的增大而减少;采用聚合1h后加入计量DVB的方式可行，既能保证较高的偶联效率，同时操作也比较方便;随着偶联时间的延长，偶联产物的支化程度增大，lg[η]-lgM曲线偏离线性，支化比率(g')逐渐下降。⑵以DVB为偶联剂，仍采用负离子聚合的方法，研究t-BuOK/ETE二元、SDBS/ETE二元、t-BuOK/SDBS/ETE三元复合调节体系对丁苯共聚微观结构及偶联反应的影响。结果表明，t-BuOK调节1，2-结构的能力很弱，但对偶联反应影响较小;SDBS对1，2-结构调节能力较强，但随着SDBS用量的增加，偶联效率下降;当SDBS的R=0.1，ETE的R=2时，乙烯基含量最高达69.7％，偶联效率为53％;当SDBS的R=0.1，ETE的R=1时，可到达单独使用ETE时的乙烯基含量62.0％，偶联效率为53.8％，可通过加入SDBS的方式减少ETE的用量节省成本;三元复合调节不如SDBS/ETE二元调节。⑶用反应釜做放大实验，采用两种DVB不同偶联方式合成偶联效率不同的两种高乙烯基SSBR胶样，对两种胶样分别混炼硫化，进行力学测试和动态力学测试，结果表明高偶联效率的SSBR的综合性能优于低偶联效率的SSBR，且优于SSBR2305。

目录

声明

摘要

引言

1 文献综述

1．1 溶聚丁苯橡胶概述

1．1．1 世界SSBR生产现状

1．1．2 国内SSBR生产现状

1．2 SSBR合成方法介绍

1．2．1 活性负离子聚合

1．2．2 路易斯碱及其盐做极性调节剂

1．3 星形聚合物

1．3．1 概述

1．3．2 多官能度引发剂制备星形聚合物

1．3．3 多官能链反应制备星形聚合物

1．4 研究进展及研究内容

1．4．1 立题依据

1．4．2 研究内容

2 星形多臂丁苯共聚物的合成

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 实验原料及精制

2．2．2 星形丁苯共聚物的合成

2．2．3 星形丁苯共聚物的测试表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 ETE调节下丁苯共聚的反应动力学

2．3．2 不同偶联剂对偶联反应的影响

2．3．2 偶联时间对偶联反应的影响

2．3．2 偶联温度对偶联反应的影响

2．3．3 不同分子量对偶联反应的影响

2．3．4 DVB不同加入方式对偶联反应的影响

2．3．5 星形多臂丁苯共聚物支化结构的表征

2．4 本章小结

3 乙烯基结构复合调节体系的研究

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 实验原料及精制

3．2．2 高乙烯基丁苯共聚物的合成

3．3 测试与表征

3．3．1 相对分子质量及其分布、偶联效率、重均臂数、1，2-结构含量

3．4 结果与讨论

3．4．1 ETE／t-BuOK二元复合调节体系研究

3．4．2 ETE／SDBS二元复合调节体系研究

3．4．3 ETE／t-BuOK／SDBS三元复合调节体系研究

3．5 本章小结

4 星形多臂高乙烯基溶聚丁苯橡胶的制备与性能测试

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 DVB偶联SSBR的合成

4．2．1 SSBR硫化胶的制备

4．3 分析与测试

4．3．1 分子量、分子量分布、乙烯基含量及偶联效率的测定

4．3．2 门尼粘度测试(ML1+4／100℃)

4．3．3 应变扫描

4．3．4 硫化特性测试

4．3．5 硫化胶性畿测试

4．4 结果与讨论

4．4．1 分子量、分子量分布及其偶联效率的测定

4．4．2 门尼粘度测试(ML1+4／100℃)

4．4．3 Payne效应

4．4．4 硫化性能研究

4．4．5 力学性能研究

4．4．6 动态力学性能研究

4．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢