溶剂对丁腈橡胶溶解、尺寸、结构和催化加氢的影响研究

摘要

丁腈橡胶(NBR)是由丁二烯和丙烯腈共聚而制得的一种重要的合成橡胶,而由NBR选择性加氢制得的氢化丁腈橡胶(HNBR),不仅保持了NBR原有的耐油和耐磨性,其耐侯性、耐臭氧性等均得到极大改善,被广泛用于武器部件、航天用密封件等领域,是不饱和聚合物化学改性领域的一个重要研究课题.本文采用纳米粒度仪、乌氏黏度计、傅里叶变换红外等表征手段,结合密度泛函理论计算(DFT),系统研究了溶剂性质对NBR在溶剂中的溶解行为、尺寸分布、分子结构及催化加氢性能等的影响.实验结果表明强亲电子溶剂不能溶解NBR,给电子溶剂及部分弱亲电子溶剂能较好地溶解NBR,特别是在酮类溶剂中,NBR粒径小且分布集中.DFT结果表明相比于气相氛围,在所有溶剂氛围中NBR链段里双键的键长均有所增长,且随着溶剂的极性增加而呈增长的趋势,NBR的偶极矩也随着溶剂极性增加而增加.特别是在酮类溶剂中,受溶剂效应的影响NBR分子的HOMO轨道由分子边缘向分子内部移动,表明对链段内部C=C双键可能产生积极的影响.加氢结果表明在给电子溶剂中的加氢效果均优于弱亲电子溶剂,但无论选择何种溶剂,对NBR中C=C双键的加氢选择性均为100％.该研究为NBR非均相溶液加氢体系中溶剂的筛选提供了理论依据.