基于阴离子聚合方法合成链端官能化SIBR

论文摘要

集成橡胶SIBR属于新一代溶聚丁苯橡胶。它具有低滚动阻力和高温耐磨性能,所以主要应用于制造轮胎的胎面胶。同时,它还拥有优异的物理机械性能和动态力学性能,可用做润滑油添加剂、沥青改性剂等,但是SIBR存在极性小,表面粘接性差,抗污性低,低温柔顺性能不理想等缺陷,限制了其应用,尤其是在航空航天和军需物资等对橡胶有苛刻要求的领域。为了弥补SIBR的这些不足,可以采用链端官能化方法对SIBR进行改性,以满足一些特殊性能的要求。本文首先以正丁基锂为引发剂,四甲基乙二胺（TMEDA）为结构调节剂合成了线性无规SIBR,并以此作为改性基体,通过N,N-二甲基氨基苯甲醛缩苯胺（DMABA）环氧丙烷和1,3,5-三（甲基三氟丙基）环三硅氧烷（D3F）对其进行官能化封端,首次合成了链端氨基官能化SIBR、链端羟基官能化SIBR和氟硅氧烷基化SIBR；采用核磁共振谱分析、红外光谱分析和化学滴定法等手段验证了聚合物链端官能基团的存在,并对官能化反应工艺进行了考察,确定了合成含有不同官能团SIBR的最佳条件；通过动态力学分析仪、接触角分析仪、电子拉伸试验机和硫化胶与金属粘接性能方法对所制备SIBR的动态力学性能、表面亲水性能、力学性能和表面粘接性能进行了测试。结果表明：链端氨基、羟基化改性后,SIBR分子间作用增强,tanδ值、储能模量和损耗模量均有所增加；拉伸强度提高,表面亲水性能和表面粘接性能显著改善。氟硅氧烷基化SIBR表面呈现强疏水性能,而且随着氟硅氧烷接入量增加,表面接触角增大；氟硅氧烷改性后,聚甲基三氟丙基硅氧烷（PMTFPS）特征峰在-75℃出现,而且随着软段PMTFPS含量增加,tanδ增大,与之对应0℃左右的SIBR相tanδ降低；在-75℃～0℃这个温域区间内,储能模量下降；而在-75℃左右损耗模量增加,0℃左右温域内损耗模量降低,两个区域内呈相反的趋势；氟硅氧烷改性后,机械性能有所下降,最大拉伸强度和断裂伸长率都降低,当PMTFPS接入量为SIBR的50%左右时,最大拉伸强度只有11.8MPa,断裂伸长率在200%以下。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 概述
• 1.2 基于活性阴离子法制备链端官能化聚合物
• 1.2.1 链端官能化聚合物合成机理
• 1.2.2 不同类型链端官能化聚合物合成
• 1.2.3 链端官能化聚合物官能化度测定
• 1.2.4 链端官能化聚合物应用前景
• 1.3 SIBR的合成与改性
• 1.3.1 SIBR的合成
• 1.3.2 SIBR的结构
• 1.3.3 SIBR的性能
• 1.3.4 SIBR的应用
• 1.3.5 SIBR的改性
• 1.4 课题的研究意义
• 2 实验部分
• 2.1 原材料及其精制
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 生胶的制备方法
• 2.2.2 硫化胶的制备方法
• 2.3 分析与测试
• 2.3.1 相对分子量及分子量分布的测定
• 2.3.2 核磁共振谱分析
• 2.3.3 傅立叶变换红外光谱分析
• 2.3.4 聚合物末端官能化度的滴定
• 2.3.5 微水分析
• 2.3.6 静态接触角测试
• 2.3.7 玻璃化温度测试
• 2.3.8 动态力学性能分析
• 2.3.9 力学性能分析
• 2.3.10 硫化橡胶粘接性能测试
• 2.3.11 开炼硫化设备
• 3 SIBR及链端官能化SIBR的合成与表征
• 3.1 SIBR的合成与表征
• 3.1.1 SIBR的合成
• 3.1.2 SIBR的结构
• 3.1.3 SIBR的性能
• 3.1.4 小结
• 3.2 氨基官能化SIBR的合成与表征
• 3.2.1 氨基官能化SIBR的合成
• 3.2.2 氨基官能化SIBR的结构
• 3.2.3 氨基官能化SIBR的性能
• 3.2.4 小结
• 3.3 羟基官能化SIBR合成与表征
• 3.3.1 羟基官能化SIBR的合成
• 3.3.2 羟基官能化SIBR的结构
• 3.3.3 羟基官能化SIBR的性能
• 3.3.4 小结
• 3.4 氟硅氧烷基官能化SIBR的合成与表征
• 3.4.1 氟硅氧烷基官能化SIBR的合成
• 3.4.2 氟硅氧烷基官能化SIBR的结构
• 3.4.3 氟硅氧烷基官能化SIBR的性能
• 3.4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录A 附录内容名称
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢