反式-1,4-聚异戊二烯改性氯丁橡胶的研究

研究了不同门尼粘度的反式-1，4-聚异戊二烯（TPI）与氯丁橡胶（CR）并用胶的性能，并对比了CR／TPI与CR硫化胶的性能。结果表明，CR中并用10份TPI可明显改善开炼机混炼时的粘辊性、胶料在硫化过程中产生气泡等缺陷；并用TPI后。硫化胶的物理机械性能、耐热老化性能和耐臭氧性能有所下降，但当TPI与CR门尼粘度相近时，硫化胶的耐屈挠疲劳性能可提高1倍左右。     

杜仲胶与合成反式-1,4-聚异戊二烯非等温结晶性能对比

本文首先通过红外光谱(IR)、核磁共振(1H-NMR)和渗透凝胶色谱(GPC)等测试手段表征了本实验选用的杜仲胶(EUG)和合成反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)的化学组成和结构差异,进而采用差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)分别测试了EUG和TPI的非等温结晶行为,Mo法研究了两者的非等温结晶动力学并进行了对比。结果表明,Mo法处理EUG和TPI的非等温结晶过程较为理想。非等温结晶动力学研究得到的t1/2和FT等结晶参数表明,随降温速率的增加,EUG和TPI的结晶速率增大,EUG结晶速率快于TPI。根据Kissinger方程求得EUG的结晶活化能为102.8 kJ/mol,TPI为97.4 kJ/mol。这些非定温结晶性能的差异主要来源于二者不同的合成机理所造成的杂质种类、分子链端基以及分子量分布的不同。     

拉伸结晶对反式-1,4-聚异戊二烯/丁苯橡胶并用硫化胶性能的影响

研究了反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)拉伸结晶对TPI/丁苯橡胶(SBR)并用硫化胶性能的影响。结果表明,TPI拉伸结晶能够明显降低TPI/SBR并用硫化胶的扯断伸长率;热老化后,随着预拉伸倍数的增大,TPI/SBR并用硫化胶硬度的变化增大,拉伸强度和扯断伸长率的变化率增大。预拉伸2.0倍时试样的动态疲劳性能最好。随着预拉伸倍数的增大,试样的熔融温度逐渐向高温方向移动,结晶度呈现出降低趋势。     

反式-1,4-聚异戊二烯的后处理及质量稳定化

研究了以式-1，4-聚异戊二烯（TPI）的后处理及老化对其相对分子质量及结构与性能的影响。结果表明，TPI极易老化，其相对分子质量随老化时间的延长而迅速降低，熔点及结晶度也逐渐降低。用空气、水、乙醇终止的聚合产物的相对分子质量及老化行为相近，防老剂264的加入极大地延缓了TPI的老化降解。TPI较理想而廉价的后处理方式为用定量水终止聚合，同时加入质量分数1%的防老剂264进行处理，可以保证TPI贮存过程中的稳定性。     

门尼黏度对反式-1,4-聚异戊二烯及其并用胶性能的影响

研究了门尼黏度对反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)及丁苯橡胶(SBR)／TPI并用胶性能的影响。结果表明,TPI生胶的邵尔A型硬度随其门尼黏度的增大而增大,当门尼黏度为70左右时,TPI生胶的拉伸强度、扯断伸长率、100％定伸应力、撕裂强度及结晶度出现最大值;随着TPI门尼黏度的增大,其硫化胶的力学性能提高,Goodrich压缩生热减小,撕裂强度在门尼黏度为90左右时存在最大值,TPI的最佳门尼黏度为50～100：TPI硫化胶的热氧老化以断链反应为主,门尼黏度越高,混炼难度越大,同时硫化胶的耐老化性能越差。TPI的门尼黏度越高,SBR／TPI并用胶60℃的损耗因子越低,0℃的损耗因子基本不变,其硫化胶的力学性能较好,但混炼困难,TPI适宜的门尼黏度为50～100。     

气-固相法氯化反式-1,4-聚异戊二烯

采用气-固相法对反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)进行氯化改性,制得氯化反式-1,4-聚异戊二烯(CTPI)。主要探讨了氯含量对反式-1,4-聚异戊二烯结晶度的影响,以及氯化后TPI结构的变化。分析结果表明,随着氯含量的升高,CTPI的结晶度下降,熔点降低。随TPI粒径尺寸减小以及其相对分子质量分布变窄,氯化则越容易,氯化程度越均匀,结晶度降低越多。结构表征发现,CTPI分子链结构包括碳-碳双键氯加成、侧甲基氯取代、环氧基团等。     

反式-1,4-聚异戊二烯的应用研究进展

介绍了反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)性能及其与其他橡胶共混的研究进展,阐述了TPI的结晶特性和硫化特性,结合共混胶的研究情况分析了其疲劳性能提高的原因,展望了TPI的研究趋势和应用前景.     

溶液法反式-1,4-聚异戊二烯/天然橡胶共混胶的性能

研究了用负载钛催化剂、通过溶液聚合法合成的高纯度反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)与天然橡胶(NR)共混胶的硫化特性、力学性能、老化性能以及动态疲劳性能。结果表明,与NR相比,TPI与NR质量比为20/80共混胶的门尼黏度稍高,硫化特性基本相当,力学性能略有下降,而其动态疲劳性能则提高至NR的3~4倍。当硫黄与促进剂M的质量比为2.5/1.0时,TPI/NR共混胶的综合性能达到最佳。     

硅氢化反式-1,4-聚异戊二烯的制备与结构研究

研究硅氢化反式-1,4-聚异戊二烯(Hs TPI)的制备与结构。反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)的最佳硅氢化反应工艺参数为:反应温度105℃,反应时间12 h,催化剂相对TPI质量分数0.07,三乙基硅烷与TPI中乙烯基等摩尔。采用核磁共振氢谱和核磁共振硅谱表证Hs TPI的结构,确认三乙基硅烷接枝在TPI的碳-碳主链上。热重分析表明,Hs TPI的分解温度随着硅氢化度的增大而逐渐提高,热质量损失由TPI的一阶变为两阶。差示扫描量热分析表明,Hs TPI的玻璃化温度随着硅氢化度的增大而提高。X射线衍射分析表明,随着硅氢化度的增大,Hs TPI的晶型发生转变,随后结晶能力变小。Hs TPI的力学性能随着氢化度的增大而变差。     

用于全钢子午线轮胎胎侧胶的反式-1,4-聚异戊二烯/天然橡胶/顺丁橡胶并用胶的性能

研究了不同反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)用量对用于全钢子午线轮胎胎侧胶的TPI/天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)并用胶力学性能、动态力学性能和热老化性能的影响,并对并用胶进行了配方优化。结果表明,当TPI/NR/BR的并用比(质量比)为15.0/42.5/42.5时,混炼胶外表光滑,硬度适中;TPI/NR/BR并用胶的硫化特性与NR/BR并用胶相比变化不大,且在保持后者力学性能的基础上,动态力学性能明显提高;经配方优化后,并用胶耐屈挠性优异,滚动阻力、压缩生热降低,是一种较为理想的全钢子午线轮胎胎侧胶材料。     

低相对分子质量反式-1,4-聚异戊二烯蜡在NR/TPI并用胶中的应用

将低相对分子质量反式-1，4-聚异戊二烯蜡（LMTPIW）代替芳烃油用于天然橡胶（NR）和反式-1，4-聚异戊二烯（TPI）并用胶中．研究其对并用胶性能的影响。结果表明，用LMTPIW代替芳烃油用于NR／TPI并用胶中，操作方便，可改善混炼胶的加工性能，混炼胶的焦烧时间延长；提高了硫化胶的拉断伸长率、撕裂强度、屈挠性能；改善了炭黑的分散性；热空气老化性能略有下降。LMTPIW用量在10～15份时，与加入5份芳烃油后的增塑效果相当．屈挠性能可提高2～4倍，胶料的综合性能最佳。     

紫外光辐照反-1,4-聚异戊二烯/碳纳米管复合材料

在室温和氮气环境下 ,用反 - 1,4 -聚异戊二烯 (TPI)与碳纳米管 (CNT)经紫外光辐照制备了TPI/CNT复合材料。实验表明 ,TPI与CNT的复合材料或二者直接共混物的电阻率 (ρv)均随CNT质量分数的增加而下降 ;前者的导电性优于后者。CNT质量分数为 5 %时 ,TPI/CNT复合材料的 ρv 与TPI相比 ,下降了 7个数量级 ,为 6 .0 7× 10 8Ω·cm。在紫外光辐照下 ,CNT可在TPI基质中均匀分布 ,形成导电网络     

拉伸疲劳过程中未填充丁苯橡胶/反式-1,4-聚异戊二烯共混硫化胶性能的变化

研究了反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)用量不同的未填充丁苯橡胶(SBR)/TPI共混硫化胶的拉伸疲劳性能,考察了TPI用量为20份(质量,下同)的未填充SBR/TPI共混硫化胶在拉伸疲劳过程中动态性能及TPI结晶性能的变化。结果表明,TPI用量为20份或30份时SBR/TPI共混硫化胶的拉伸疲劳性能较好,随TPI用量增加其疲劳断裂表面的撕裂线逐渐增多。X射线衍射分析表明SBR/TPI(质量比为80/20)共混硫化胶的结晶衍射峰强度随着拉伸疲劳次数的增加而不断增强。动态力学分析表明SBR与TPI的相容性良好;随拉伸疲劳次数增加SBR硫化胶损耗因子的峰值不断降低,而TPI用量为20份的SBR/TPI共混硫化胶在拉伸疲劳过程中损耗因子峰值的变化不明显,但损耗因子在40～60℃有较大幅度的下降。     

反式-1,4-聚异戊二烯的结晶性对丁苯橡胶/反式-1,4-聚异戊二烯共混硫化胶动态力学性能的影响

用动态力学分析仪和差示扫描量热仪研究了丁苯橡胶(SBR)/反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)共混硫化胶的动态力学性能和结晶性能。结果表明,SBR与TPI的两相相容性良好。随着TPI用量的增加,SBR/TPI共混硫化胶的玻璃化转变温度向低温方向移动,且损耗因子峰值逐渐降低。用炭黑填充CV体系硫化SBR/TPI共混胶的损耗因子峰值低于相应的未填充胶料;而当TPI晶体熔融后,炭黑填充胶料的损耗因子要大于未填充者。不同硫化体系硫化SBR/TPI共混胶的损耗因子峰值和玻璃化转变温度从大到小的变化依次为CV体系、EV体系和DCP体系。     

本体法和溶液法合成反式-1,4-聚异戊二烯的结构对比分析

分析对比了通过溶液聚合法和本体沉淀聚合法所制得反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)的反式结构含量、结晶度、熔点、相对分子质量及其分布以及催化剂体系,并对其相似和差异产生的原因进行了探讨。结果表明,用两种聚合方法获得的TPI具有相近的反式结构含量、结晶度和相对分子质量及其分布,溶液聚合TPI的熔点明显高于本体沉淀聚合法,二者是用不同的催化剂体系合成的。另外,对两种聚合方法 TPI的力学性能研究发现,溶液聚合TPI的力学性能要优于本体沉淀聚合法。     

反式-1,4-聚异戊二烯的结晶性对丁苯橡胶/反式-1,4-聚异戊二烯共混硫化胶拉伸性能的影响

用X射线衍射仪分析了反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)的拉伸结晶性能,研究了其对丁苯橡胶(SBR)/TPI共混硫化胶拉伸性能的影响。结果表明,TPI具有明显的拉伸诱导结晶特性。未填充炭黑的SBR/TPI共混硫化胶及TPI硫化胶的结晶衍射峰强度从大到小依次为预拉伸试样、拉断试样和原始试样,并且TPI用量越多相应试样的结晶衍射峰强度越大;炭黑填充SBR/TPI共混硫化胶的结晶度比相应的未填充试样低得多。炭黑填充SBR/TPI共混硫化胶的拉伸强度比未填充胶料明显提高,硬度随TPI用量增加而提高的幅度低于未填充者;未填充胶料的扯断伸长率先降低后升高,而填充胶料整体上呈现下降的趋势;未填充及填充胶料的100%定伸应力都随着TPI用量的增加而升高;炭黑填充胶料在50 mm/min拉伸速率下的拉伸强度比500 mm/min拉伸速率下测得结果的增长幅度以及预拉伸试样比原始试样拉伸强度的增长幅度都小于未填充胶料。     

不同门尼黏度反式-1，4-聚异戊二烯与炭黑的相互作用及其对硫化胶性能的影响

研究了不同门尼黏度反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)与炭黑N 330的相互作用及其对TPI硫化胶物理机械性能和疲劳性能的影响.结果表明,随TPI生胶门尼黏度增大,炭黑结合胶含量减少,炭黑分散性变差,增强作用减弱.未填充炭黑TPI硫化胶的100%定伸应力和拉伸强度随TPI门尼黏度的增大而显著提高;用炭黑增强后,不同门尼黏度TPI硫化胶的100%定伸应力和拉伸强度差别不大.不同门尼黏度TPI硫化胶的压缩生热和压缩永久变形在填充炭黑后均增大,其中低门尼黏度的增加幅度显著大于高门尼黏度者;不同门尼黏度TPI硫化胶压缩生热的变化主要由炭黑与橡胶之间的作用引起.生胶门尼黏度为50～80的TPI硫化胶的动态疲劳性能较好.     

新型异戊橡胶用量对并用胶性能的影响

新型异戊橡胶(TPIR)既保持了反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)滚动阻力小、压缩生热低、耐疲劳性能优异的特点,又大大改善了它的耐屈挠龟裂产生性能和耐裂口增长性能,预计是发展高性能轮胎的理想胶料。本文初步研究了TPIR用量对TPIR/NR/BR并用胶在硫化特性、物理机械性能、动态性能、老化性能的影响,以及TPIR并用胶与TPI并用胶性能对比。     

反式-1,4-聚异戊二烯的结晶性

采用差示扫描量热仪、傅里叶变换红外光谱、偏光显微镜和X射线衍射仪等研究了反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)的结晶性。结果表明,在TPI的差示扫描量热分析中,随着升温速率提高,第1次升温曲线上的β晶型熔融温度移向高温;而第2次升温曲线上的α晶型结晶熔融峰逐渐消失,且与第1次升温时相比β晶型的熔融温度偏高;而随着降温速率的提高,TPI的结晶峰向低温方向位移。用不同方法制备的TPI薄膜可以得到球晶、碎晶和捆束状晶体。与浇铸薄膜相比,热压薄膜傅里叶变换红外光谱曲线上的843 cm-1和980 cm-1两侧各出现了2个肩峰,而890 cm-1处的结晶峰消失。拉伸后在TPI的X射线衍射谱线上,0.47 nm和0.39 nm晶面间距的所属峰形比拉伸前要尖锐得多,而0.33 nm晶面间距所属峰则弱化。     

反式-1,4-聚异戊二烯橡胶的制备及其在轮胎胶料中的应用(一)

介绍反式-1,4-聚异戊二烯橡胶(TPI)的结构与性能、负载钛系催化本体沉淀聚合法制备TPI的工艺、TPI在半钢子午线轮胎和全钢子午线轮胎中的应用,以及环氧化TPI(ETPI)和反式丁二烯-异戊二烯(TBIR)-TPI复合胶等TPI改性材料的性能。TPI的负载钛系催化本体沉淀聚合工艺的生产成本较低,且在生产过程中无三废排放;用TPI制备的轮胎耐屈挠性能、耐磨性能较好,每100 km油耗降低约2.5%,行驶里程延长约20%。