锡偶联型充油苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物的合成

以正丁基锂为引发剂、环己烷为溶剂、自制的二元复配调节体系为调节剂、四氯化锡为偶联剂,采用负离子聚合法合成了锡偶联型苯乙烯(St)-异戊二烯(Ip)-丁二烯(Bd)三元共聚物(SIBR),并用湿法充油技术制备了充油SIBR,研究了调节剂对SIBR三元共聚动力学的影响,考察了单体配比和微嵌段含量对SIBR及充油SIBR性能的影响,并对比了充油SIBR与3种通用胶(溶聚丁苯橡胶2305、乳聚丁苯橡胶1502和1712)的性能。结果表明,在SIBR三元聚合过程中,不添加调节剂时,Bd、Ip、St的聚合速率依次减慢,且St的聚合速率远小于前两者;在添加复配调节剂后,St的聚合速率大幅度提高,并超过Ip的聚合速率;当St/Ip/Bd(质量比)为20/40/40时,SIBR的300%定伸应力和拉伸强度呈现最大值;当St微嵌段质量分数小于1.0%时,充油SIBR具有良好的物理机械性能及优异的动态力学性能;充油SIBR的物理机械性能基本与3种通用胶相当,抗湿滑性优于3种通用胶,且滚动阻力小于3种通用胶。

苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚橡胶及其极性调节剂研究进展

苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚橡胶(SIBR)作为一种综合性能良好的新型胎面材料,是未来"绿色轮胎"的发展趋势。在简要论述SIBR的国内外技术研究状况的基础上,着重总结了其以新型极性调节剂为代表的技术研究进展,指出线型长链不对称醚类、烷基四氢呋喃类和二元复合调节体系是目前极性调节剂的发展方向。

以双四氢糠丙烷为极性调节剂的苯乙烯/异戊二烯/丁二烯三元共聚动力学

以正丁基锂(n-BuLi)为引发剂,双四氢糠丙烷(DTHFP)为极性调节剂,环己烷为溶剂,采用负离子聚合法合成了线型苯乙烯(St)-异戊二烯(Ip)-丁二烯(Bd)三元共聚物,考察了三元共聚合总反应速率的影响因素,研究了三元共聚合反应动力学,并与传统极性调节剂四氢呋喃(THF)体系进行了比较。结果表明,在单体质量分数为12%,St/Ip/Bd(质量比)为20/40/40,设计单臂相对分子质量为10×104的条件下,随着聚合反应温度的升高或DTHFP/n-BuLi(摩尔比)的增加,总转化率和总反应速率逐渐增大,聚合反应的假一级表观增长反应速率常数增大;表观增长反应活化能和频率因子均随DTHFP/n-BuLi值的增加而减小;DTHFP在用量较小的情况下与较大THF用量的效果相当,促进聚合反应速率的能力明显高于THF。

用四氯化锡为偶联剂的正丁基锂/双四氢糠丙烷体系合成苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物

以正丁基锂为引发剂,环己烷为溶剂,双四氢糠丙烷为结构调节剂,四氯化锡为偶联剂,采用负离子聚合法合成了锡偶联型苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物(SIBR)。通过核磁共振波谱仪、差热分析仪及黏弹谱仪等对聚合产物的微观结构、玻璃化转变温度、力学性能及动态力学性能等进行了分析测试。结果表明,随着双四氢糠丙烷与正丁基锂摩尔比的增大,SIBR中的1,2-聚丁二烯和3,4-聚异戊二烯结构含量明显增加,而1,4-聚丁二烯和1,4-聚异戊二烯结构含量明显减少;侧基含量和玻璃化转变温度均明显升高;0℃的损耗因子明显增大,而60℃的损耗因子均小于0.12;总体上对SIBR硫化胶力学性能的影响不大,SIBR硫化胶的拉伸强度均超过了19 MPa,300%定伸应力大于12 MPa,扯断伸长率大于350%,能够满足高性能轮胎对胎面胶的要求。

以2,2-二(5-甲基-2-四氢呋喃基)丙烷为极性调节剂合成苯乙烯/异戊二烯/丁二烯聚合动力学

以正丁基锂(n-BuLi)为引发剂,2,2-二(5-甲基-2-四氢呋喃基)丙烷(DMOP)为极性调节剂,采用阴离子聚合法合成苯乙烯(St)-异戊二烯(Ip)-丁二烯(Bd)三元共聚物(SIBR),研究了不同DMOP/n-BuLi(摩尔比)和不同反应温度条件下的三元共聚合反应动力学及共聚物的微观结构,并与极性调节剂四氢呋喃(THF)进行了比较。结果表明,在单体质量分数为12%,St/Ip/Bd(质量比)为22/38/40,设计单臂相对分子质量为12×10~4的条件下,3种单体的聚合反应速率与单体浓度之间呈线性关系,随着DMOP/n-BuLi(摩尔比)的增大或聚合反应温度的升高,各单体聚合反应速率逐渐增大,聚合反应的假一级表观增长反应速率常数增大;当DMOP/n-BuLi为1.0时,3种单体St,Ip,Bd的Ea″分别为71.868 kJ/mol,53.553 kJ/mol,71.403 kJ/mol,频率因子分别为6.61×10^(10)min^(-1),5.68×10~7min^(-1),7.88×10^(10)min^(-1);随着DMOP与nBuLi摩尔比的增大或聚合反应温度的降低,共聚物中总1,2-结构含量和Ip3,4含量明显增加,而Bd1,4和Ip1,4结构含量明显减少;DMOP在用量较小的情况下其效果优于较大THF用量的情况,促进聚合反应速率的能力明显高于THF。

以双四氢糠丙烷为极性调节剂的苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚动力学(英文)

以正丁基锂为引发剂,双四氢糠丙烷为极性调节剂,己烷/环己烷混合溶剂为溶剂,采用负离子聚合法进行苯乙烯-异戊二烯-丁二烯集成橡胶的三元共聚合,研究了反应温度和调节剂用量对苯乙烯、异戊二烯、丁二烯3种单体聚合反应动力学的影响。结果表明,随着温度升高及双四氢糠丙烷用量的增加,各单体的表观反应速率逐渐增加;随着双四氢糠丙烷用量的增加,表观增长反应活化能和频率因子逐渐减小;在同一条件下,单体的表观增长反应速率常数由大到小依次为丁二烯、苯乙烯和异戊二烯。

以己二酸二乙酯为偶联剂的正丁基锂/四氢糠醇乙醚体系合成苯乙烯-丁二烯共聚物

以正丁基锂(n-BuLi)为引发剂,环己烷与己烷混合作为溶剂,四氢糠醇乙醚(ETE)为极性调节剂,己二酸二乙酯(DEAP)为偶联剂,采用负离子聚合法合成了苯乙烯-丁二烯共聚物,考察了ETE用量及反应温度对聚合反应速率、共聚物组成以及共聚物微观结构的影响,也考察了DEAP用量对偶联效率的影响。结果表明,随着ETE用量的增加或聚合温度的升高,聚合反应速率逐渐增大。当反应温度为35~50℃、ETE用量为200~300μg/g时,共聚物中乙烯基结构含量随ETE用量的增加和聚合温度的降低而增大,乙烯基的质量分数最多可达67.2%,苯乙烯单元在共聚物中趋于无规分布。当DEAP与n-BuLi的摩尔比为0.25时,偶联效率最高可达60.90%。

锡偶联星形嵌段苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物的制备及表征

采用阴离子聚合法成功制备了锡偶联星形嵌段苯乙烯(St)-异戊二烯(Ip)-丁二烯(Bd)三元共聚物。通过核磁共振、气相色谱、凝胶渗透色谱、透射电镜、动态力学分析等方法表征材料的结构与性能,并与通用橡胶进行性能对比。结果表明,St含量低于30%时,共聚物趋于无规分布,St含量高于35%时,苯乙烯嵌段结构产生,随着St含量的增加,共聚物侧基结构含量下降;三元共聚中St,Ip,Bd的转化率随总转化率的增加而逐渐增大; St含量较低时,共聚物微观相态均一,随St含量的增大,微观相态产生相分离,损耗峰向高温移动,宽度略有增加;嵌段共聚物的物理力学性能与其他橡胶材料相当,抗湿滑性优于通用胶,滚动阻力小于通用胶,是一种理想的轮胎胎面用橡胶材料。

星型嵌段结构集成橡胶在高性能轮胎胎面胶中的应用及性能研究

研究了炭黑和炭黑/白炭黑两种补强填充体系对集成橡胶(SIBR)/天然橡胶(NR)、SIBR/顺丁橡胶(BR)及SIBR/NR/BR胶料性能的影响。结果表明,共混比为70/30的SIBR/NR体系的综合性能最好,具有较好的拉伸性能和抗湿滑性能;炭黑/白炭黑补强体系的性能优于全炭黑补强体系,具有较高的物理机械性能,较好的耐屈挠、耐刺扎和低生热性能,其低滚动阻力性能与高抗湿滑性能之间具有良好的平衡。

液体聚异戊二烯橡胶在轮胎胎肩胶中的应用

研究自制液体聚异戊二烯橡胶(LIR)在轮胎胎肩胶中的应用,并与芳烃油和进口LIR进行对比。结果表明:与采用芳烃油的胶料相比,采用LIR的胶料混炼和挤出工艺性能较好,门尼焦烧时间略短,硫化速度相当;硫化胶撕裂强度较低,其余物理性能较优或相当,生热较低,热稳定性较好。自制LIR在胎肩胶中的应用性能达到或超过进口LIR水平。

液体异戊二烯橡胶的合成及结构表征

采用锂系阴离子聚合工艺合成4种液体异戊二烯橡胶(LIR),用红外光谱及核磁共振对合成样品的结构进行了剖析并与国外样品进行了对比,结果表明合成LIR的结构与国外同类样品相当。

锡偶联型充油苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物的结构、性能及应用

在500L聚合装置中,以正丁基锂为引发剂、环己烷为溶剂、四氯化锡为偶联剂,合成了锡偶联型苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物(SIBR),并采用湿法充油技术制备了锡偶联型充油SIBR(Sn-Oil-SIBR),对其结构、性能以及将其作为轮胎胎面胶的性能进行了研究,并与溶聚丁苯橡胶(SSBR)的性能进行了比较。结果表明,Sn-Oil-SIBR的拉伸强度超过17.0MPa,300%定伸应力大于8.5 MPa,扯断伸长率大于450%;玻璃化转变温度为-40～-37℃;0℃时的损耗因子(tanδ)值大于0.3500,60℃时的tanδ值小于0.1200,抗湿滑性和滚动阻力之间的平衡性较好,各项性能指标满足高性能轮胎对胎面胶的要求。与SSBR相比,Sn-Oil-SIBR的混炼行为接近,硫化速率较快,力学性能相当,用作胎面胶时滚动损失较低,抗湿滑性较好。

溶液共沉淀法合成SSBR/IIR的性能研究

采用溶液共沉淀法制备了溶聚丁苯橡胶(SSBR)/丁基橡胶(IIR)材料,研究了IIR品种和含量对样品物理机械性能和动态力学性能的影响。结果表明:当IIR质量分数低于10%时,样品的性能变化较小;当IIR质量分数大于20%时,样品的300%定伸应力和扯断强度降低,动态粘弹(DMA)谱图显示玻璃化转变温度由1个变为2个,60℃时tanδ显著增加,提高了样品的阻尼性能。

阻尼材料用高乙烯基溶聚丁苯橡胶的合成及性能

以正丁基锂(n-BuLi)为引发剂,1-叔丁氧基-2-甲氧基乙烷(CMM)为极性调节剂,制备了具有一定苯乙烯(St)嵌段含量的高乙烯基溶聚丁苯橡胶。用气相色谱仪(GC)、核磁共振波谱仪(1 HNMR)、动态黏弹谱仪(DMA)等分别测定了共聚合时单体转化率、共聚物的微观结构以及产品的力学性能和阻尼因子(tanδ)。结果表明,通过改变极性调节剂的用量及反应温度,合成的溶聚丁苯橡胶(SSBR)的乙烯基质量分数可达64.3%,St嵌段的质量分数可达6.5%,tanδ可高达0.8,样品具有良好的力学性能和阻尼性能。

不同单体比的无规星形苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶的性能

以正丁基锂为引发剂、四氢呋喃为结构调节剂、环己烷为溶剂、四氯化锡为偶联剂,采用负离子溶液聚合法合成了不同苯乙烯(St)/异戊二烯(Ip)/丁二烯(Bd)(质量比)的无规星形St-Ip-Bd橡胶(SIBR);考察了不同单体比对SIBR性能的影响,并与国产溶聚丁苯橡胶(SSBR)1204进行了对比。结果表明,不同单体比的SIBR混炼胶的加工性、挤出外观均优于SSBR 1204,硫化速率快于SSBR 1204;在本实验条件下,不同单体比的SIBR试样之间在混炼性能上没有明显区别,而硫化胶的力学性能和动态力学性能之间有一定差别;SIBR的抗湿滑性能优于SSBR 1204,而滚动阻力相近。

门尼黏度对SIBR性能的影响

以正丁基锂(n-BuLi)为引发剂,环己烷为溶剂,四氢呋喃(THF)为结构调节剂,四氯化锡(SnCl_4)为偶联剂,采用阴离子聚合法合成普通门尼黏度和高门尼黏度的无规溶聚苯乙烯-异戊二烯-丁二烯橡胶(SIBR)样品。对不同门尼黏度的SIBR样品进行了基本性能评价并与国内溶聚丁苯橡胶产品SSBR-C进行对比研究。

不同极性调节剂在溶聚丁苯橡胶中的应用

以正丁基锂为引发剂,2,2-二(2-四氢呋喃基)丙烷(DTHFP)为极性调节剂,采用阴离子聚合法合成了溶聚丁苯橡胶(SSBR),利用1HNMR方法研究了不同DTHFP用量下SSBR的微观结构含量,并与极性调节剂四氢呋喃(THF)和乙基四氢糠基醚(ETE)进行了比较。实验结果表明,DTHFP具有较强的乙烯基结构调节能力,当引发温度为35℃、DTHFP含量为0.030%(w)时,共聚物中的乙烯基结构含量可以达到68.2%(w),共聚物中嵌段苯乙烯含量均小于0.5%(w)。DTHFP与ETE调控SSBR微观结构的能力相当,均明显高于THF,均为SSBR理想的极性调节剂。

苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元集成橡胶的合成、表征及性能研究

以正丁基锂为引发剂、环己烷-己烷混合溶剂为溶剂,采用二元结构调节剂,对S-SIBR(溶液苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚物)三元共聚进行了研究,考察了不同单体含量,以及苯乙烯微嵌段含量对SIBR性能的影响.在500 L全流程中试装置中采用湿法充油技术批量制备了充油型集成橡胶,对充油集成橡胶的结构、性能以及在轮胎中的应用进行了研究.结果表明,充油型SIBR的混炼行为、硫化速度、机械性能、滚动损失及抗湿滑性能均较优异,机械性能完全符合轮胎胎面胶的性能要求,并且具有优异的抗湿滑性和滚动阻力,是一种理想的轮胎胎面材料.