多锂体系丁二烯/异戊二烯/苯乙烯星形聚合物的研制

摘要

该论文以环己烷为溶剂,异戊二烯(Ip)为增溶剂,四氢呋喃为反应速率调节剂,一定比例的工业二乙烯基苯(DVB)与正丁基锂在一定的温度条件下反应制得多锂引发剂.该多锂引发剂在非极性溶剂中具有很好的溶解性能、较快的引发速度、溶剂体系单一、制备工艺简单、合成时间短、成本低等特点.采用所制得的多锂引发剂引发丁二烯、异戊二烯、苯乙烯聚合,制备了星形聚异戊二烯[C-(IR)<,n>]、聚丁二烯[C-(BR)<,n>]、丁二烯-苯乙烯无规共聚物[C-(SBR)<,n>]、丁二烯-苯乙烯/丁二烯嵌段聚合物[C-(BR-SBR)<,n>]、异戊二烯-苯乙烯/丁二烯嵌段聚合物[C-(IR-SBR)<,n>]以及苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物[C-(SIBR)<,n>]等六种不同的胶种,并对聚合反应过程动力学行为、热效应进行了较为系统的研究,对聚合物的微观结构、分子量及分布进行了较为深入的研究,同时对聚合物的物理机械性能进行了较为全面的研究.纵观全文,得到了如下结论:1.合成了多锂引发剂,采用异戊二烯为增溶剂,实践证明其具有原料价廉易得、制备工艺简单、溶解性好等特点.采用合成的多锂引发剂引发丁二烯、异戊二烯、苯乙烯聚合,制备了星形聚异戊二烯[C-(IR)<,n>]、聚丁二烯[C-(BR)<,n>]、丁二烯-苯乙烯无规共聚物[C-(SBR)<,n>]、丁二烯-苯乙烯/丁二烯嵌段聚合物[C-(BR-SBR)<,n>]、异戊二烯-苯乙烯/丁二烯嵌段聚合物[C-(IR-SBR)<,n>]以及苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物[C-(SIBR)<,n>],结果表明:控制一定的条件,该多锂引发剂可实现聚合物的分子量设计,合成具有宽分布的星形聚合物.2.采用合成的多锂引发剂成功地制备了星形聚异戊二烯、聚丁二烯均聚物.对这两类新型聚合物在不同引发温度、不同引发剂浓度、不同极性调节剂用量、不同DVB加入量等条件下的动力学进行了详细的研究,求得了不同条件下假一级增长反应动力学常数kp″、聚合反应在不同DVB用量下的表观增长反应活化能、表观增长反应速度常数kp′以及反应的速率方程;对两类聚合物在不同调节剂用量下产物的微观结构进行了研究,并测得了不同微观结构下的玻璃化转变温度;对聚合物的分子量及分布进行了研究,分析了DVB及TMEDA加入量对分子量分布的影响.3.在国内外首次对以多锂引发剂引发丁二烯-苯乙烯二元共聚及苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚合的动力学行为进行了系统的研究,求得了不同调节剂用量下丁苯无规共聚合的竞聚率,并对不同条件下合成聚合物的微观结构、玻璃化转变温度、分子量及分布进行了详细的研究.4.在国内外首次以多锂引发剂成功地制备了星形两嵌段聚合物C-(IR-SBR)<,n>、C-(BR-SBR)<,n>,采用DSC和动态粘弹谱等技术对两种嵌段聚合物的微观相分离结构进行研究,发现在适宜的结构参数下聚合物具有微观相分离结构,存在着两个玻璃化转变温度.

目录

文摘

英文文摘

前言

1文献综述

1.1概述

1.1.1活性阴离子聚合

1.1.2苯乙烯、丁二烯、异戊二烯的阴离子聚合

1.2多锂引发剂

1.2.1多锂引发剂的合成

1.2.2多锂引发剂的发展

1.3聚合机理

1.4聚合反应动力学

1.4.1动力学的测定

1.4.2动力学研究进展

1.5微观结构及其调节

1.5.1极性调节剂的分类

1.5.2极性调节剂的发展

1.6聚合物及应用

1.6.1聚异戊二烯橡胶

1.6.2聚丁二烯橡胶

1.6.3溶液聚合丁苯橡胶

1.6.4丁二烯、异戊二烯、苯乙烯三元共聚

1.7聚合物的表征及分析测试

2实验部分

2.1原材料及精制

2.2多锂引发剂的合成

2.3实验方法

2.3.1实验装置及仪器

2.3.2异戊二烯、丁二烯星形均聚物C-(IR)n、C-(BRR-的合成

2.3.3丁苯星形无规共聚物C-(SBR)n的合成

2.3.4星形嵌段聚合物C-(IR-SBR)n及C-(BR-SBR)n的合成

2.3.5星形三元共聚物C-(SIBR)n的合成

2.3.6后处理

2.3.7聚合物的分析表征

3结果与讨论

3.1多锂引发剂的合成

3.1.1工业DVB的组分及含量测定

3.1.2多锂引发剂合成机理

3.1.3工业DVB的各组分的反应

3.1.4聚合反应

3.2异戊二烯、丁二烯星形均聚物[C-(IR)n、C-(BR)n]

3.2.1多锂体系引发异戊二烯聚合动力学研究

3.2.2丁二烯聚合动力学及与异戊二烯动力学的比较

3.2.3聚合反应的热效应

3.2.4聚合物的微观结构

3.2.5玻璃化转变温度Tg

3.2.6聚合物的GPC谱图分析

3.3星形丁苯无规共聚物C-(SBR)n

3.3.1动力学研究

3.3.2共聚物的微观结构

3.3.3共聚物的玻璃化转变温度Tg

3.3.4共聚物的GPC谱图分析

3.4星形嵌段聚合物C-(IR-SBR)n、C-(BR-SBR)n

3.4.1聚合物的GPC谱图

3.4.2嵌段聚合物C-(IR-SBR)n、C-(BR-SBR)n的Tg

3.4.3动态力学性能

3.4.4硫化胶的物性

3.5星形三元共聚物C-(SIBR)n

3.5.1动力学研究

3.5.2聚合物微观结构及玻璃化转变温度Tg

3.5.3产物的GPC谱图分析

4结论

参考文献

附录

致谢