采用正丁基锂/三异丁基铝/十二烷基苯磺酸盐体系制备反式聚丁二烯橡胶及其性能研究

摘要

高反式聚丁二烯橡胶具有高拉伸强度、高撕裂强度、高耐磨性等众多优异的性能特征。本文主要研究了四种正丁基锂/十二烷基苯磺酸盐体系在环己烷中，不同温度及引发剂配比下引发聚合反式聚丁二烯的规律。采用GPC、NMR、DSC、WAXD等手段对所得产物进行表征，采用微控电子万能试验机、磨耗试验机、DMTA等手段对其硫化胶性能进行表征，并进一步采用WAXD研究了反式聚丁二烯硫化胶的拉伸结晶行为。主要研究结论如下:
　　 十二烷基苯磺酸钠引发体系不能制得反式聚丁二烯，但对乙烯基结构含量具有调节能力，当[Na]/[N]/[Li]由0.1/0.1/1增大到1/1/1时，Vinyl-1，2由41％增加到78％;十二烷基苯磺酸钡引发体系中，在固定[Al]/[Li]=1时，Trans-1，4会随着[Ba]/[Li]的增大先升高后降低，在[Ba]/[Li]为0.18时，Trans-1，4达到最大值79％。采用十二烷基苯磺酸钡引发体系在80℃、2L反应釜中可制备数均分子量大于8万，单体转化率高达100％的反式聚丁二烯产物。
　　 对不同反式含量聚丁二烯硫化胶的性能研究表明:Trans-1，4达到67.0％时，拉伸强度会迅速增大，可由Trans-1，4为67.0％的12MPa增加到Trans-1，4为74.7％的18.5MPa，另外聚合物硫化胶的耐磨性优异，磨耗体积随反式含量的增加有减小的趋势。对产生上述现象原因的进一步研究发现:反式结构含量大于67.8％的聚丁二烯硫化胶可在室温下发生拉伸诱导结晶，且拉伸比率及反式结构含量的提高有利于拉伸诱导结晶的形成。

目录

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摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 聚丁二烯橡胶

1．1．1 聚丁二烯橡胶概述

1．1．2 聚丁二烯橡胶的结构、性能及应用

1．1．3 聚丁二烯橡胶的生产历程

1．2 高反式聚丁二烯橡胶

1．2．1 高反式聚丁二烯橡胶的合成方法

1．2．2 聚丁二烯橡胶反式结构含量的调节

1．2．3 高反式聚丁二烯橡胶的性能与应用

1．2．4 高反式聚丁二烯橡胶的研究进展

1．3 高反式聚丁二烯橡胶的结晶行为

1．3．1 橡胶的拉伸诱导结晶

1．3．2 聚丁二烯橡胶结晶行为

1．3．3 反式聚丁二烯橡胶拉伸诱导结晶研究进展

1．4 本论文的选题目的及意义

第二章 实验部分

2．1 实验原料规格及来源

2．2 原料纯化与试剂合成

2．3 实验设备及测试仪器

2．4 聚丁二烯的合成与表征

2．4．1 聚丁二烯的合成

2．4．2 聚丁二烯的表征

2．5 聚丁二烯橡胶的加工与性能测试

2．5．1 聚丁二烯橡胶的加工

2．5．2 聚丁二烯橡胶的性能测试

第三章 结果与讨论

3．1 十二烷基苯磺酸钠对丁二烯聚合的影响

3．1．1 正丁基锂／十二烷基苯磺酸钠体系引发丁二烯聚合的研究

3．1．2 正丁基锂／十二烷基苯磺酸钠／N，N-二甲基四氢糠胺体系引发丁二烯聚合的研究

3．1．3 正丁基锂／十二烷基苯磺酸钠／三异丁基铝体系引发丁二烯聚合的研究

3．1．4 本节小结

3．2 正丁基锂／三异丁基铝／十二烷基苯磺酸钡引发聚合大分子量聚丁二烯的研究

3．2．1 [Al]／[Li]对丁二烯聚合的影响

3．2．2 [Ba]／[Li]对丁二烯聚合的影响

3．2．3 本节小结

3．3 不同反式结构含量聚丁二烯结晶行为的研究

3．3．1 聚合物的结晶及热力学行为

3．3．2 硫化胶拉伸诱导结晶行为

3．3．3 本节小结

3．4 不同反式结构含量聚丁二烯硫化胶的性能研究

3．4．1 不同反式结构含量聚丁二烯硫化胶的基本物理机械性能

3．4．2 不同反式结构含量聚丁二烯硫化胶的动态机械性能研究

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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