用偶联法合成极性官能化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物

以环己烷为溶剂、正丁基锂为引发剂、环氧氯丙烷为偶联剂合成了极性官能化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS),研究了偶联剂用量、偶联反应的温度和时间及苯乙烯-丁二烯活性双嵌段聚合物(SB)的分子量对偶联反应的影响,以及偶联效率对极性官能化SBS力学性能的影响。结果表明,偶联效率随偶联剂用量增加和偶联温度升高而先升高后降低;随着SB数均分子量的增大,偶联效率逐渐降低。当偶联剂与正丁基锂的摩尔比为0. 6、偶联温度为80～90℃时偶联效率最大,可达80%以上,且偶联反应可在5 min内完成。极性官能化SBS的力学性能要优于市售线型SBS。     

二乙烯基苯异构体对聚二烯烃负离子活性链偶联反应的影响

采用负离子聚合法,以二烯烃类为单体、环己烷为溶剂、四氢呋喃为调节剂、n-BuLi为引发剂,用二乙烯基苯(DVB)混合物以及单独的对位或间位DVB(p-DVB、m-DVB)异构体为偶联剂合成星形聚合物。考察了偶联剂种类和用量、温度、单臂数均分子量以及单体种类对星形聚合物偶联效率、平均臂数的影响。结果表明,3种偶联剂的偶联效率由高到低依次为m-DVB、DVB混合物、p-DVB,m-DVB的偶联效率能达到92.0%;3种偶联剂得到聚合产物的平均臂数由多到少依次为p-DVB、DVB混合物、m-DVB;当温度为50℃时,聚合产物的偶联效率最高;偶联效率随偶联剂用量的增加而提高;单臂数均分子量的增大会使偶联效率降低;采用3种不同单体进行负离子聚合时,偶联效率按丁二烯、异戊二烯、丁二烯-苯乙烯的顺序依次降低。     

星型SIBR合成中偶联反应的研究

以n-BuLi为引发剂,环乙烷为溶剂,SnCI4为偶联剂,在不同极性添加剂存在下合成了苯乙烯、异戊二烯和丁二烯的偶联星型无规共聚物SIBR。研究了聚合阶段不同极性添加剂（THF、THF－2G和2G)、偶联温度、偶联剂用量及偶联方式对偶联效果的影响。 研究结果表明适宜的工艺条件为：极性添加剂THF或THF－2G;偶联温度70℃;偶联剂用量n(SnCI4)/n(Li)=0.40-0.45(THF作极性添加剂）或0．35（THF－2G作极性添加剂）;二次偶联、偶联前加入适量极性添加剂及丁二烯戴帽,都可以提高偶联效果。     

丁二烯-苯乙烯共聚物改性沥青的研究进展

介绍了丁二烯-苯乙烯共聚物改性沥青的发展状况,分析了聚合物改性剂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、丁苯橡胶(SBR)与基质沥青的分散性、溶胀性和相容性问题,着重论述了丁二烯-苯乙烯共聚物化学改性沥青的可能性。指出SBS、SBR与沥青适当相容并达到均匀分散,是充分发挥改性效果的前提;化学改性以及复合改性技术是提高沥青性能的重要手段。     

乙烯基化合物偶联溶聚丁苯橡胶的研究

以n-BuLi为引发剂,四氢呋喃(THF)为调节剂,环己烷或抽余油为溶剂,采用含可聚合基团的亲电试剂(丙烯酰氯、甲基丙烯酰氯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基氯)对丁二烯-苯乙烯负离子共聚体系进行偶联,结果表明以丙烯酰氯为偶联剂对活性丁苯聚合物进行偶联可以制得含有星形聚合物的溶聚丁苯橡胶,而采用甲基丙烯酰氯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基氯等偶联活性丁苯聚合物主要得到双偶联产物。     

研发动态

有机硅改性SBS树脂湖北大学的周佑亮等人以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)树脂和含双键的硅烷偶联剂为原料,采用化学接枝法合成了有机硅改性SBS树脂。最佳合成条件为:SBS树脂与有     

SBS聚合反应偶联效率的研究

介绍苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)的溶液聚合工艺及反应机理,根据产物的凝胶渗透色谱分析得到SBS聚合反应偶联效率等参数,结合聚合反应过程分析偶联效率异常的原因,通过设定适当的偶联剂添加量、调整顺控程序及工艺参数、定期检修偶联剂流量调节阀、控制最终反应温度等措施,有效控制SBS聚合反应的偶联效率,保证SBS产品的质量稳定性。     

星形氢化无规共聚物HSSIBR的制备与表征

大连理工大学以二乙烯基苯(DVB)为偶联剂,环己烷为溶剂,通过阴离子聚合制备了星形苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元无规共聚物(SSIBR);以环烷酸镍和三异丁基铝作为催化剂,在60℃和4.0MPa氢压下反应4h,制备了氢化度为100%的氢化星形苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元无规共聚物(HSSIBR)。考察了DVB/Li用量、单臂相对分子质量对聚合物偶联效率(CE)和加氢反应     

星型氢化无规共聚物HSSIBR的制备与表征

以二乙烯基苯（DVB）为偶联剂,环己烷为溶剂,通过阴离子聚合制备了星型苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元无规共聚物（SSIBR）;以环烷酸镍和三异丁基铝为催化剂,在60℃和4.0 MPa氢压下反应4 h,制备了氢化度为100%氢化星型苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元无规共聚物（HSSIBR）。考查了DVB/Li用量、单臂相对分子质量对聚合物偶联效率（CE）和加氢反应的影响。采用1H-NMR、TGA、DSC、XRD对HSSIBR进行分析表征,并应用自制的HSSIBR作为润滑油黏度指数改进剂对其性能进行测试。结果表明,以DVB为偶联剂得到SSIBR偶联效率最高达到86.8%,单臂相对分子质量增加,偶联效率下降;HSSIBR比SSIBR的初始分解温度提高了55℃,耐热耐老化性得到了明显改善;HSSIBR作为润滑油黏度指数改进剂,其剪切稳定性得到改善,低温性能明显提高。     

有机硅改性SBS树脂

湖北大学的周佑亮等人以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SBS）树脂和含双键的硅烷偶联剂为原料,采用化学接枝法合成了有机硅改性SBS树脂。     

活性丁苯无规共聚物的氧偶联反应研究

研究了正丁基锂为引发剂，抽余油为溶剂的活性丁苯无规共聚合体系中氧偶联反应特点及氧偶联作用对Sn偶联丁苯无规共聚物影响。研究表明：随着氧含量、反应温度及反应时问的增加，氧偶联反应效率增加；GPC谱图表明，氧偶联反应形成双臂大分子峰，且Sn偶联的丁苯无规共聚物呈多峰分布：氧偶联反应对产物物理机械性能影响较小，但对产物动态力学性能及耐磨性能有一定的影响。     

盐冻循环条件下SBS改性沥青及混合料的细观结构和低温蠕变性能

在寒冷地区道路常用融雪盐来融雪除冰,沥青路面极易因盐冻循环而造成损坏.本文通过扫描电子显微镜(SEM)、弯曲梁流变仪(BBR)和万能试验机(UTM-100)对盐冻循环前后的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性沥青及其混合料的细观结构和低温蠕变性能进行分析.结果表明:冻融循环后沥青及其混合料微观形貌变化明显,盐冻循环后沥青及其混合料表面出现的盐晶体会破坏沥青的膜结构和混合料结构的致密性,单纯水冻循环对沥青及其混合料低温性能影响较大;冻融循环后SBS改性沥青随温度降低其低温抗裂性能逐渐降低;选用低浓度融雪盐溶液可以在一定程度上保持SBS改性沥青及其混合料的低温抗裂性能;盐冻循环次数的增加,会降低SBS改性沥青及其混合料的低温性能.     

偶联剂改性沥青与卵碎石集料界面性能研究

为了改善酸性卵碎石集料与沥青粘附性,利用硅烷偶联剂KH550对沥青进行改性.采用针入度、延度、软化点试验分析了偶联剂掺量对沥青性质的影响.采用红外光谱分析、沥青-卵碎石粉交互作用能力测试、低温黏结性试验和沥青混合料水敏感性试验,研究了偶联剂对沥青与卵碎石集料的界面作用.结果表明:经过偶联剂处理的卵碎石粉末的红外光谱存在明显的CH2吸收带,证明了在偶联剂作用下卵碎石表面生成了聚硅氧烷.沥青的软化点随偶联剂掺量的增多先增大后减小,延度和针入度随偶联剂掺量的增多先减小后增大.偶联剂掺量为0.6％时,沥青-卵碎石粉体系的车辙因子G*/sinδ与交互作用系数B值最高.在该掺量下,卵碎石低温脱石量降低了50.7％;相对未改性沥青混合料,水敏感性试验后偶联剂改性沥青混合料的残留劈裂强度比提高了7.9％.硅烷偶联剂显著提高了卵碎石与沥青的界面性能.     

聚烯烃弹性体/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青混合料的抗老化性能

采用聚烯烃弹性体（POE）对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）改性沥青进行复配改性,制备了POE/SBS改性沥青混合料。考察了POE用量对SBS改性沥青抗老化性能的影响。结果表明,POE/SBS复配改性能提升沥青混合料的高温抗老化性能,且对低温性能有一定的改善效果。POE改善了SBS改性沥青混合料的抗车辙和抗老化性能,但会在一定程度上降低其低温韧性。当在沥青中加入质量分数分别为4%和3%的SBS和POE,POE/SBS改性沥青混合料的综合性能较佳。     

Styrene-butadiene branched star-shaped asphalt modifiers: Synthesis and mechanical characterization

Abstract

The synthesis and the corresponding characterization of styrene-butadiene (SB), branched, star-shaped copolymers was investigated as part of a research project on asphalt modification using polymers with precise molecular structures. The method of anionic polymerization was followed to prepare samples of block copolymers of SB, a synthesis method that controls chain-architecture, molecular weight distribution, monomer distribution, and the average molecular weight. The research studies are the synthesis of block copolymers including linear, three- and four-arms constructs, depending on the coupling agent used. The techniques of nuclear magnetic resonance (1NMR), differential scanning calorimetry (DSC), gel permeation chromatography (GPC), and rheology were carried out to characterize the copolymers. From the results of the 1NMR, DSC, and GPC analyses, all star-shaped copolymers investigated showed a similar block copolymer composition. Furthermore, the rheological behavior of one of the synthesized star-shaped copolymers was nearly the same as a four-branched commercial copolymer. Rheologically, the four-arm block copolymer sample had the largest storage modulus (G′) among the branched copolymers synthetized, indicating that such architecture produces a highly structured material. In regard to polymer-modified asphalt formulations, the three-branched copolymer architecture yielded better elastic behavior than the four-branch version. In summary, the findings of this investigation provide new insight about a polymer system that may offer advantages in industrial asphalt paving applications.     

Effect of material composition on antistripping performance of SBS modified asphalt mixture under dry and wet conditions

Styrene-butadiene-styrene (SBS) modified asphalt used in road engineering is a complicated mixture of various compositions. The present study was undertaken to evaluate the influence of different raw materials and their content on the moisture stability of SBS copolymer modified asphalt mixture. A total of 18 different combinations of base asphalt, SBS, furfural extract oil (FEO), and stabilizer were considered to prepare different SBS modified asphalt samples, and the contact angle test was carried out to determine the work of adhesion and the work of debonding of SBS modified asphalt with aggregate. Moreover, a multi-factor Analysis of Variance (ANOVA) was conducted to investigate the statistical effects of the material composition factors. The results show that the bond strength between SBS modified asphalt and aggregate is significantly affected by the source of base asphalt, but it is insensitive to the change of SBS type under dry and wet conditions. Besides, the moisture damage resistance of SBS modified asphalt improves firstly and then reduces with the rising storage of SBS, FEO, and stabilizer. Furthermore, linear regression analysis suggests that the work of adhesion under dry condition has excellent correlation with the work of debonding under wet condition.     

Influence of ethylene‐co‐vinyl acetate copolymers on the flow properties of wax synthetic systems

Wax crystallization can cause serious damage to petroleum flow because as the viscosity increases, there is organic deposition in the pipe lines, which causes oil production reduction. Ethylene–vinyl acetate copolymers (EVA) are used as an alternative to prevent such problems. The influence of EVA copolymers on the properties of wax synthetic systems, composed of a solvent mixture and paraffin and petroleum asphalt residue (PAR), was evaluated in this work. The performance of EVA as a wax inhibitor depends on the molecular weight and vinyl acetate content of the copolymer and on the presence of the asphalt fraction. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 85: 1337–1348, 2002     

基于动水冲刷试验的温拌高黏沥青混合料水稳定性研究

本文对排水沥青路面水稳定性进行研究,通过浸水马歇尔稳定度试验、肯塔堡飞散试验和冻融劈裂试验对比分析高黏沥青和两种温拌高黏沥青混合料的水稳定性,并引入高精度河流动力学水槽试验系统,设计冻融循环-动水冲刷-劈裂耦合试验,研究温拌高黏沥青混合料的水稳定性,在不同冲刷高度、冲刷速度和冲刷时间下对三种OGFC-13型高黏沥青混合料的质量损失率和劈裂强度比进行研究。试验结果表明:高黏沥青混合料残留稳定度有超100%的现象,三种沥青混合料浸水飞散损失量均在11%以下,且冻融劈裂强度比在95%以上,试验结果无明显差异,现行试验方法无法有效评价温拌高黏沥青混合料的水稳定性;冻融循环-动水冲刷-劈裂耦合试验中,冲刷速度和时间对高黏沥青混合料水稳定性影响最大,冲刷3 d后质量损失率可达4%,经30 L/s的速度冲刷后,高黏沥青混合料的质量损失率超过5%,劈裂强度比降至85%以下;温拌高黏沥青混合料的水稳定性可采用冻融循环-动水冲刷-劈裂耦合试验进行评价。     

超薄盐化物自融雪沥青混合料融雪性能研究

为研究超薄盐化物自融雪沥青混合料的融雪性能,以溶液电导率作为评价指标来表征溶液中盐分浓度大小,间接评价自融雪沥青混合料的融雪化冰效果。采用灰熵法分析不同影响因素对融雪性能的显著性,并对其融雪机理进行探讨。结果表明：盐化物替代量越大,融雪性能越好;随着溶析时间的延长,沥青混合料空隙率对融雪性能影响程度减小;随着加水量的增大,沥青混合料融雪性能逐渐衰减;盐化物替代量是影响沥青混合料融雪性能的最主要因素。研究成果为超薄盐化物自融雪沥青混合料的材料组成设计提供了有益参考。     

沥青路面用复合定形相变材料的路用性能研究

为研究复合定形相变材料对沥青混合料路用性能的影响,制备沥青路面用复合定形相变材料,测定相变材料的相变温度、相变焓等热物性参数,借助马歇尔稳定度试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验与车辙试验等方法研究掺加复合定形相变材料沥青混合料的路用性能.试验结果表明,对于最佳沥青用量,掺与未掺复合定形相变材料的沥青混合料差别很小;复合定形相变材料可显著改善沥青混合料的低温抗裂性能;复合定形相变材料有利于提高沥青混合料的水稳定性;对于动稳定度,基质沥青混合料的明显大于掺加复合定形相变材料的沥青混合料,且沥青混合料的高温稳定性随着复合定形相变材料掺量的增大而降低.综合考虑掺加复合定形相变材料沥青混合料的路用性能,推荐本研究制备的复合定形相变材料在实际应用中采取0.3％的掺量.