溶聚丁苯橡胶的端基改性

论文摘要

近年来,降低轮胎滚动阻力成为轮胎工业的领域一项很重要的研究课题,因为它与机动车辆的燃料消耗和CO2的排放有着紧密的联系。滚动阻力主要是与胎面胶料的滞后损失有关系,要降低填充硫化胶的滞后损失,就要增强填料-聚合物之间的相互作用。本文根据阴离子聚合分子结构可控原理,采用原位聚合法直接将官能化基团引入到SBR分子链的末端,赋予SBR功能化,这无疑是一种改善SBR链末端与白炭黑相互作用的有效方法。本文采用阴离子聚合方法,以环己烷-己烷为溶剂,四氢呋喃为结构调节剂,短链双锂为引发剂合成丁苯橡胶后,利用γ-氯丙基三甲氧基硅烷进行封端,制备末端具有烷氧基硅烷官能化的聚丁苯橡胶,然后直接加入白炭黑与端基烷氧基硅烷反应,得到白炭黑化学改性SBR的胶样。建立了计算丁苯橡胶与γ-氯丙基三甲氧基硅烷进行封端反应的封端效率。并从封端剂与引发剂的摩尔比、封端温度、封端反应时间以及聚合分子量考察对封端效率的影响,确定了最佳的封端剂与引发剂的摩尔比、封端温度、封端反应时间。通过性能测试,所得的末端具有烷氧基硅烷官能化的聚丁苯橡胶无论在物理机械性能和动态力学性能都优于未端基改性的丁苯橡胶。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 丁苯橡胶的简介
• 1.1.1 丁苯橡胶的种类
• 1.1.2 溶聚丁苯橡胶的发展历程
• 1.1.3 我国溶聚丁苯橡胶的发展
• 1.1.4 溶聚丁苯胶（S-SBR）的特点
• 1.2 丁苯橡胶的合成
• 1.2.1 溶聚丁苯橡胶的聚合机理
• 1.2.2 溶聚丁苯橡胶的生产技术
• 1.3 丁苯橡胶结构与性能的关系
• 1.3.1 苯乙烯的含量
• 1.3.2 苯乙烯的嵌段
• 1.3.3 丁二烯的微观结构
• 1.3.4 分子量分布
• 1.3.5 其他助剂
• 1.4 活性阴离子聚合制备末端官能化聚合物
• 1.4.1 阴离子制备末端官能化聚合物的机理
• 1.4.2 官能化引发剂
• 1.4.3 聚合结束封端官能化
• 1.4.4 末端官能化聚合物的应用前景
• 1.5 论文选题的立论、目的、意义
• 1.6 本课题的主要研究内容
• 第二章 试验部分
• 2.1 主要试验原料及处理方法
• 2.2 引发剂的制备
• 2.2.1 萘锂的制备
• 2.2.2 萘锂浓度的分析
• 2.2.3 双锂引发剂的制备
• 2.3 聚合反应装置
• 2.3.1 试验室小规模装置
• 2.3.2 2L反应釜聚合装置
• 2.4 产品测试与分析
• 2.4.1 气象色谱
• 2.4.2 微观结构与共聚组成的测试
• 2.4.3 分子量及其分布测试
• 2.4.5 透射电镜
• 2.5 聚合物微观结构的分析方法
• 2.6 聚合物力学性能及动态性能的测试方法
• 2.6.1 力学性能测试
• 2.6.2 动态性能测试
• 2.6.3 加工性能测试
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 端烷氧基聚丁苯的制备和表征
• 3.1.1 单端烷氧端基溶聚丁苯的制备
• 3.1.2 双端烷氧端基溶聚丁苯的制备
• 3.1.3 端烷氧基硅烷官能化的聚丁苯的表征
• 3.2 端烷氧基聚丁苯封端效率的研究
• 3.2.1 聚合体系的净化对封端效率的影响
• 3.2.2 封端剂用量对封端效率的影响
• 3.2.3 封端反应时间对封端效率的影响
• 3.2.4 封端反应温度对封端效率的影响
• 3.2.5 分子量对封端效率的影响
• 3.3 白炭黑与烷氧端基丁苯橡胶的反应工艺
• 3.3.1 白炭黑与聚丁苯烷氧端基的反应机理
• 3.3.2 白炭黑用量的研究
• 3.3.3 不同的工艺流程
• 2—SSBR的微观相态研究'>3.3.4 SiO₂—SSBR的微观相态研究
• 3.4 烷氧端基丁苯橡胶的性能
• 3.4.1 加工工艺
• 3.4.2 硫化性能
• 3.4.3 玻璃化转变
• 3.4.4 物理机械性能
• 3.4.5 动态力学性能
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 附件