负离子聚合法丁二烯/异戊二烯无规共聚橡胶合成及结晶行为研究

摘要

本论文以正丁基锂( n-BuLi)为引发剂、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和四氢呋喃（THF）为调节剂，在环己烷中进行丁二烯(Bd)和异戊二烯(Ip)负离子聚合制得Bd-Ip共聚物，考察了反应温度、单体配比及调节体系对共聚物序列结构、共聚反应速率、Ip共聚活性、分子量分布、微观结构及结晶行为的影响。
　　 对共聚反应速率和Ip共聚反应活性的研究结果表明:升高温度可以提高反应速率;体系中添加调节剂SDBS后，随着SDBS的增加，聚合反应初期，聚合总转化率先增加后减小，由于SDBS的阻聚作用，当其用量较多时，总转化率不易达到100％;当二元调节体系中THF加入之后，在加入量较少的情况下(THF/n-BuLi (mole ratio) 0.5/1.0)对聚合反应初期总转化率影响不大，但是可以提高反应总转化率的值。在非极性溶剂中，提高反应温度或增加单体配比中Ip含量，均能提高Ip进入共聚分子主链的几率;加入SDBS，随着SDBS/n-BuLi(mole ratio)由0/1.0增大到0.5/1.0，Ip共聚活性也明显提高。
　　 对丁戊共聚物的微观结构和序列结构的研究表明:乙烯基结构在7.8％-13.3％。 Ip/Bd (mass ratio)在3/7-7/3之间所得共聚物的序列分布服从一级Markov统计模型，升高温度（60℃-70℃）对Bd、Ip两种单体同<中文标题>=等长度链段分布影响不大;当二者单体配比相近时，链段长度分布比较均匀;调节剂SDBS的加入可以促进两单体链段的均匀分布; THF的加入对Bd、Ip在共聚主链上的均匀分布没有明显的促进作用。所得共聚物分子量分布在1.12-2.30。
　　 对丁戊胶结晶行为的研究表明:丁戊生胶和交联硫化胶在室温、静态及应变200％条件下和低温、静态及应变300％条件下，短时间内不产生结晶。
　　
　　

目录

声明

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摘要

第一章 绪论

1．1 聚丁二烯概述

1．1．1 聚丁二烯的合成和改性

1．1．2 聚丁二烯的结构、性能与应用

1．2 聚异戊二烯概述

1．2．1 聚异戊二烯的合成

1．2．2 聚异戊二烯的性能及应用

1．3 丁戊共聚物的研究

1．3．1 高顺式丁戊共聚物

1．3．2 高反式丁戊共聚物

1．3．3 无规丁戊共聚物的研究

1．4 橡胶结晶性能研究

1．4．1 橡胶结晶性能的研究方法

1．4．2 天然橡胶结晶性研究

1．4．3 丁戊共聚橡胶结晶性研究

1．5 论文选题的目的和意义

第二章 实验部分

2．1 原料及其规格、来源

2．2 原料纯化与试剂合成

2．2．1 原料纯化

2．2．2 试剂合成

2．3 丁戊共聚物的合成

2．3．1 无规丁戊共聚物合成

2．3．2 星形丁戊共聚物合成

2．4 测试与表征

2．4．1 相对分子分子量(Mn)及其分布(MWD)

2．4．2 微观结构

2．4．3 聚合转化率

2．4．4 序列分布

2．4．5 聚合物玻璃化温度(Tg)的测定

2．4．6 线膨胀仪测定未交联聚合物的低温结晶行为

2．4．7 交联聚合物硫化曲线

2．4．8 机械力学性能测试

2．4．9 动态力学性能测试

2．4．10 硫化胶低温拉伸结晶行为测试

2．4．11 硫化胶WAXD测试

第三章 结果与讨论

3．1 聚合速率的影响因素

3．1．1 温度对聚合速率的影响

3．1．2 调节剂SDBS对聚合速率的影响

3．1．3 小结

3．2 异戊二烯共聚反应活性的研究

3．2．1 单体配比对Ip共聚活性的影响

3．2．2 反应温度对Ip共聚活性的影响

3．2．3 不同调节体系对Ip共聚活性的影响

3．2．4 小结

3．3 丁戊共聚物分子量及分布的变化

3．3．1 调节剂SDBS对共聚物分子量及分布的影响

3．3．2 SDBS／THF二元调节体系对共聚物分子量分布的影响

3．3．3 小结

3．4 丁戊共聚物微观结构研究

3．4．1 温度对Bd-Ip共聚物微观结构的影响

3．4．2 不同单体配比对Bd-Ip共聚物微观结构的影响

3．4．3 调节体系对Bd-Ip共聚物微观结构的影响

3．4．4 温度对SDBS调节能力的影响

3．4．5 小结

3．5 丁戊共聚物的序列结构研究

3．5．1 Bd-Ip共聚物二元组归属

3．5．2 Bd-Ip共聚物序列分布

3．5．3 小结

3．6 丁戊共聚物结晶行为研究

3．6．1 未交联Bd-Ip共聚橡胶玻璃化转变温度研究

3．6．2 未交联Bd-Ip共聚橡胶低温等温结晶行为研究

3．6．3 结晶透明度照片

3．6．4 Bd-Ip共聚物硫化胶性能研究

3．6．5 小结

3．7 丁戊共聚物偶联的初步研究

3．7．1 丁二烯带帽对SiCl4偶联反应的影响

3．7．2 分子量对偶联反应的影响

3．7．3 偶联剂用量对偶联反应的影响

3．7．4 小结

第四章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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