端基改性SBR的研究

论文摘要

丁汽车工业的迅速发展,不断提高着对轮胎用橡胶的需求。据文献报道,轮胎的滚动阻力有近50%来自胎面胶的滞后性能。通过对SBR进行端基改性,可以使大分子之间、大分子与填料之间的滞后降低;同时,利用SBR分子链端的改性基团与填料之间的各种相关作用,使填料在胶料中的分散性能得到改善。本文首先以双官能团有机锂为引发剂,环己烷为溶剂,四氢呋喃为结构调解剂,阴离子聚合法制备了具有双端活性的苯乙烯（St）、丁二烯（Bd）共聚物（SBR）,然后分别以叔丁基二苯基氯硅烷和γ-氯丙基三乙氧基氯硅烷为封端剂进行封端反应,得到双端带有叔丁基二苯基氯硅烷基团的SBR和双端带有乙氧基硅烷基团的SBR。考察了封端剂与活性中心摩尔比、反应时间、反应温度、相对分子质量、不同的链端基结构和聚合规模对封端效率的影响,并对其性能进行了表征。结果表明:叔丁基二苯基氯硅烷对SBR的封端反应,当SBR分子量为5万,封端剂与活性中心的摩尔比为2,封端温度为60℃,封端反应时间为70min时,封端效率最高可达77.2%;大分子链末端转换为Bd后显著提高了封端效率;放大效应对封端效率没有显著影响。叔丁基二苯基氯硅烷封端显著提高了SBR的拉伸强度和断裂伸长率,降低了动态压缩温升。叔丁基二苯基氯硅烷封端后的SBR具有高的0OC tanδ值和低的60OCtanδ值。叔丁基二苯基氯硅烷封端能明显改善SBR的物理机械性能和动态力学性能。γ-氯丙基三乙氧基硅烷封端后的SBR,其硫化胶明显表现出优异的抗湿滑性能和低滚阻特性,300%定伸应力、拉伸强度、撕裂强度等均可达较佳水平,并且Payne效应小,内摩擦损耗值低。γ-氯丙基三乙氧基硅烷封端后的SBR改善了白碳黑在胶料中的分散性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 溶聚丁苯橡胶
• 1.1.1 第一代溶聚丁苯橡胶
• 1.1.2 第二代溶聚丁苯橡胶
• 1.1.3 第三代溶聚丁苯橡胶
• 1.1.4 我国溶聚丁苯橡胶的发展
• 1.2 丁苯橡胶的合成
• 1.2.1 溶聚丁苯橡胶的聚合机理
• 1.2.1.1 引发反应
• 1.2.1.2 增长反应
• 1.2.1.3 极性添加剂的影响
• 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关系
• 1.3.1 苯乙烯含量
• 1.3.2 乙烯基含量
• 1.3.3 顺、反式1,4-结构含量
• 1.3.4 相对分子质量及相对分子质量分布
• 1.3.5 序列结构
• 1.3.6 自由末端
• 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
• 第二章 实验部分
• 2.1 主要实验原料及处理方法
• 2.2 引发剂的制备
• 2.2.1 萘锂的制备
• 2.2.2 萘锂浓度分析
• 2.2.3 双锂引发剂的制备
• 2.3 聚合反应装置（反应装置及聚合工艺流程图）
• 2.3.1 实验室小规模聚合装置
• 2.3.2 2L反应釜小试聚合装置
• 2.4 产品测试与分析
• 2.4.1 微观结构与共聚组成的测试
• 2.4.2 分子量及其分布测试
• 2.5 聚合物力学性能及动态性能测试方法
• 2.5.1 性能测试样品的制备
• 2.5.2 力学性能测试
• 2.5.3 动态性能测试
• 2.5.4 加工性能测试
• 第三章.结果与讨论
• 3.1 双锂引发剂的合成
• 3.2 双活性中心SBR的合成
• 3.2.1 共聚组成
• 3.2.2 序列结构
• 3.2.3 微观结构
• 3.2.4 分子量及分布
• 3.3 叔丁基二苯基氯硅烷封端SBR的的制备和表征
• 3.3.1 叔丁基二苯基氯硅烷封端SBR的的制备
• 3.3.2 叔丁基二苯基氯硅烷封端SBR的的表征
• 3.4 反应条件对端叔丁基二苯基硅烷SBR封端效率的影响
• 3.4.1 封端剂加入量
• 3.4.2 反应时间
• 3.4.3 反应温度
• 3.4.4 SBR相对分子质量
• 3.4.5 SBR的端基结构
• 3.4.6 聚合反应放大效应
• 3.5 叔丁基二苯基氯硅烷封端SBR的性能
• 3.5.1 胶样分子结构参数
• 3.5.2 物理机械性能
• 3.5.3 动态力学性能
• 3.5.4 聚合物-填料作用
• 3.5.5 硫化性能
• 3.5.6 电阻率
• 3.6 γ-氯丙基三乙氧基硅烷封端SBR
• 3.6.1 γ-氯丙基三乙氧基硅烷封端SBR的制备
• 3.6.2 γ-氯丙基三乙氧基硅烷封端SBR的表征
• 3.6.3 聚合物-白炭黑作用
• 3.6.4 微观形态结构分析
• 3.6.5 γ-氯丙基三乙氧基硅烷封端SBR的物理机械性能
• 3.6.6 γ-氯丙基三乙氧基硅烷封端SBR的动态力学性能
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书