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。     

自制反式-1,4-聚异戊二烯与国外同类产品结构和性能的比较

对自制反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)的反式结构含量、结晶度、相对分子质量与国外同类产品进行了比较,并对国外TPI生胶的灰分进行了元素分析,推测并计算了国外产品的催化体系.结果表明,与国外TPI相比,自制产品的反式结构含量较高,结晶度略高,门尼黏度较低,相对分子质量分布略窄,力学性能更好;二者使用的催化体系相似.     

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-聚异戊二烯相对分子质量的调节

采用负载钛本体沉淀聚合法,以氢气作链转移剂,制备了不同相对分子质量的反式-1,4-聚异戊二烯(TPI),讨论了老化、氢气调节及塑炼对其相对分子质量的影响,以及不同相对分子质量TPI的结构与性能。结果表明,本体系合成TPI的数均相对分子质量为(5～15)×104,相对分子质量分布为2.00～3.00;门尼粘度为20～120时,随着TPI相对分子质量的降低,其结晶速度提高,结晶度无明显变化,拉伸强度明显降低,扯断伸长率、屈服强度和邵尔A型硬度无明显变化。     

天然杜仲胶的环氧化改性

采用溶液法对杜仲胶(EUG)进行环氧化改性,制得环氧化EUG(EEUG),考察了不同反应温度、原料配比等反应条件对环氧度和环氧化反应的影响,并用红外光谱法、核磁共振氢谱法和差示扫描量热法等研究了环氧化反应程度和环氧度对环氧化产物熔融-结晶行为的影响。结果表明,随着反应温度的提高和甲酸用量的增加,EEUG的环氧度逐渐增大; 反应温度提高至50℃,双键/甲酸/双氧水(摩尔比)为1.0/0.8/1.0时,所得产物的环氧度较高且无明显的副反应出现。环氧化反应没有改变EUG分子链的结构,EEUG分子链仍然是反式-1,4-结构,没有出现顺式-1,4-结构。随着环氧度的增大,EUG的结晶能力减弱,当环氧度为24.8%时完全失去结晶能力,由室温下的硬质树脂转变为弹性体。     

负载钛催化剂溶液法合成反式-1,4-聚异戊二烯

采用负载钛催化剂、以环己烷为溶剂利用溶液法成功合成出反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)。在单体浓度为4mol/L、负载钛催化剂的条件下,通过一系列实验,探索出了聚合的最佳Al/Ti物质的量比和Ti/IP物质的量比。真空干燥TPI,称重计算催化效率和单体转化率。运用红外光谱(FTIR)和核磁共振(NMR)对产物结构进行表征,确定产物为反式-1,4-结构,其反式质量分数高于98%。通过差示扫描量热法(DSC)确定了熔点和结晶度。通过特性黏度和凝胶渗透色谱(GPC)的测定,得到了TPI的黏均相对分子质量、数均相对分子质量和相对分子质量分布。通过对TPI纯胶、TPI和天然橡胶(NR)混炼胶力学性能的测定比较,研究TPI对NR物理机械性能的影响。     

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。     

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。     

s-PB/TPI原位聚合共混物等温结晶动力学的研究

采用原位聚合法在反应釜内制备了间同-1,2-聚丁二烯(s-PB)及s-PB/反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)共混物.研究了s-PB及s-PB/TPI共混物的等温结晶行为.结果表明:在相同温度下,共混物的结晶速率比s -PB快,说明加入TPI可加快共混物的结晶.共混物的Avrami常数为1.36～1.79,表明其结晶生长方式为一维生长和二维生长方式并存.共混物的结晶活化能绝对值( 88 kJ/mol)比s-PB(325 kJ/mol)小,说明加入TPI使共混物更容易结晶.     

交联对反式聚异戊二烯结晶及结晶速率的影响

测定了不同硫黄用量的反式－1,4－聚异戊二烯（TPI）硫化胶的溶胀比,平均交联点间的相对分了质量,室温下力学笥能发生突变时的临界平均交联点间的相对分子质量和临界结晶度,并研究了交联对TPI结晶的影响,测出了不同交联度TPI硫化胶的硬化的曲线和结晶曲线,结果表明,硫化明显阻碍了TPI的结晶,使TPI的结晶速率和硬化速率变慢,炭黑的另入相当于提高了硫用量,不利于TPI的结晶。     

高抗疲劳性轿车轮胎胎侧胶的配方设计与性能研究

研究反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)的结晶性能、加工性能以及NR/BR/TBIR并用胶在轿车轮胎胎侧胶中的应用。结果表明:相比反式-1,4-聚异戊二烯(TPI),TBIR的结晶性能微弱、玻璃化温度更低;相比天然橡胶(NR)和顺丁橡胶(BR),TBIR具有优异的加工性能;相比NR,BR和TPI,TBIR的耐老化性能优异;相比NR/BR和NR/BR/TPI并用胶,NR/BR/TBIR(并用比为45/35/20)并用胶的物理性能优异,生热降低,耐裂口扩展性能显著提高。TBIR作为一种新型合成橡胶材料可应用于高耐疲劳轿车轮胎。     

TPI用量对TPI/NR并用胶微观结构的影响

研究反式1,4-聚异戊二烯(TPI)用量对TPI/NR并用胶微观结构的影响.试验结果表明,随着TPI用量的增大,TPI/NR并用胶中TPI球晶区域增大,当TPI用量为20份时结晶区由分散变为连续;TPI用量对TPI/NR混炼胶中TPI结晶度影响不大,TPI结晶破坏的主要因素是硫化;随着TPI用量增大,TPI/NR硫化胶中TPI微晶增多.     

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。     

新型活化体系在TPI硫化胶中的应用

试验研究新型活化体系(助剂B/硬脂酸)替代传统活化体系(氧化锌/硬脂酸)对反式1,4-聚异戊二烯(TPI)硫化胶性能的影响.结果表明:与传统活化体系相比,采用新型活化体系的TPI硫化胶的结晶度提高约50％,结晶温度升高约30℃;在新型活化体系中,助剂B用量为2份时,TPI硫化胶的综合物理性能最佳.     

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.     

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。     

充油对反式-1,4-聚异戊二烯及其与丁苯橡胶并用胶性能的影响

采用干法充油工艺,将门尼黏度为120的反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)充芳烃油37.5份制备充油反式-1,4-聚异戊二烯(OETPI).对TPI、OETPI的生胶、硫化胶及其与丁苯橡胶(SBR)并用硫化胶的性能进行了对比.结果表明,OETPI生胶的硬度、门尼黏度、物理机械性能都比TPI的低;OETPI混炼胶的硫化速率比TPI混炼胶的高;OETPI硫化胶的100%和300%定伸应力、邵尔A硬度、拉伸强度等物理机械性能与TPI硫化胶的相比有所降低;磨耗、压缩生热、压缩永久变形增大.与TPI/SBR混炼胶相比,OETPI/SBR混炼胶具有更高的炭黑分散度,较高的硫化速率;OETPI/SBR并用硫化胶的抗湿滑性比TPI/SBR并用硫化胶明显提高,物理机械性能、滚动阻力和动态生热变化不大,耐屈挠龟裂性能提高.     

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的加氢反应及产品性能

讨论了温度和压力在苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)加氢过程中对聚丁二烯链段中乙烯基及顺式-1,4-结构和反式-1,4-结构加氢速率的影响,比较了不同反应器对加氢反应的影响,考察了加氢前后SBS相对分子质量及其分布、动态力学性能、形态及力学性能的变化.结果表明,当反应温度为50～70 ℃和压力大于2.0 MPa...     

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%。     

TPI形状记忆性能研究

研究硫黄用量对反式1,4-聚异戊二烯(TPI)硫化胶物理性能和热致形状记忆性能的影响以及TPI硫化胶的电致形状记忆性能。结果表明,随着硫黄用量的增大,TPI硫化胶化学交联密度和总交联密度增大,定伸应力和拉伸强度减小,拉断伸长率增大,热刺激响应回复温度降低,最终形变回复率增大,形变回复速率先增大后减小;TPI硫化胶具有良好的电致形状记忆性能,随着施加电压的增大,TPI硫化胶最终形变回复率增大,形变回复时间缩短。