偶聯(lián)法合成星形聚異戊二烯及其膠乳的制備.pdf

1、星形支化聚異戊二烯系聚合物具有獨特的支化結(jié)構(gòu)及物理化學(xué)性質(zhì)，可以在聚合物分子量較高的情況下仍然保持較低的熔體和溶液粘度，實現(xiàn)了物理機械性能及加工性能的統(tǒng)一。常規(guī)膠乳及黏度指數(shù)改進(jìn)劑以線性聚合物橡膠為基礎(chǔ)膠，其性能存在一定的缺陷，無法達(dá)到或替代天然膠乳及性能優(yōu)異的黏度指數(shù)改進(jìn)劑。因此，從基礎(chǔ)膠的結(jié)構(gòu)改進(jìn)入手，制備出星形聚異戊二烯或異戊二烯-丁二烯共聚物為基礎(chǔ)膠制備星形支化聚異戊二烯膠乳及黏度指數(shù)改進(jìn)劑具有十分重要的意義。
　　本文立

2、足于分子設(shè)計的思想，采用活性陰離子聚合的方法，以環(huán)己烷為溶劑、正丁基鋰為引發(fā)劑、分別采用SiCl4、二乙烯基苯異構(gòu)體、環(huán)氧化聚丁二烯為偶聯(lián)劑，制備星形聚異戊二烯。實驗結(jié)果表明:1）以SiCl4為偶聯(lián)劑，SiCl4/活性鏈（摩爾比）=0.1～0.3，偶聯(lián)效率隨SiCl4加入量增加，當(dāng)兩者比為0.3時，偶聯(lián)效率最高達(dá)到44.5％，支化度為3.3;2)以DVB異構(gòu)體(m-DVB/p-DVB)為偶聯(lián)劑，實驗結(jié)果表明:以線性鏈Mn=1.0×105

3、，偶聯(lián)劑加入量相同時，m-DVB的偶聯(lián)效率較高;偶聯(lián)劑加入量/活性鏈（摩爾比）=3.0時，偶聯(lián)效率最高;偶聯(lián)效率及支化度隨偶聯(lián)時間延長而增大，當(dāng)偶聯(lián)時間達(dá)到24h，偶聯(lián)效率為92.1％，支化度能夠達(dá)到8.1;單鏈分子量由7.0×104增加到2.5×105，偶聯(lián)效率由92.3％下降到74.2％，支化度由7.8降到6.4;分次加入偶聯(lián)劑能夠提高偶聯(lián)效率;采用環(huán)己烷為溶劑有利于聚異戊二烯的偶聯(lián)反應(yīng);3）以自制環(huán)氧化聚丁二烯(Mn=2000，環(huán)

4、氧度21％)為偶聯(lián)劑制備星形聚異戊二烯，結(jié)果表明:線性鏈10萬，偶聯(lián)劑加入量/活性鏈=1.0，偶聯(lián)反應(yīng)時間24h，得到偶聯(lián)效率達(dá)到65.4％，支化度為6.3的星形聚合物。
　　以最佳偶聯(lián)反應(yīng)條件合成了星形聚（丁二烯-異戊二烯）無規(guī)共聚物，偶聯(lián)劑用量/活性鏈=3.0，偶聯(lián)反應(yīng)時間24h，線性鏈分子量7×104，偶聯(lián)效率93.2％，支化度為8.3的星形聚（丁二烯-異戊二烯）無規(guī)共聚物。
　　以線性聚異戊二烯(Mn=9.8×105

5、)為基礎(chǔ)膠，考察了乳化條件及乳化工藝。其中主乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)和歧化松香酸鉀(K)，用量為為水相質(zhì)量分?jǐn)?shù)的2.0％～4.0％，其中SDBS∶R=1∶4;助乳化劑為司班80(span-80)，用量占水相質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.3％～0.5％;穩(wěn)定劑為低分子量(7.0×104)的聚丙烯酸鈉(PAAS)或聚丙烯酸鉀(K-PAM)，用量為水相質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.03％;水相∶油相=1∶1;水相體系pH為10～11，配置好乳化體系，采用預(yù)配置的

6、KOH稀溶液進(jìn)行pH調(diào)節(jié);除溶劑工藝:調(diào)節(jié)攪拌漿的位置與膠乳液面平齊;轉(zhuǎn)速為200rpm～400rpm，以形成最大蒸餾液面為準(zhǔn)，除溶劑之前加入少量的無機鹽電解質(zhì)(KCl或NaCl);濃縮工藝:離心4000rpm～5000rpm，濃縮時間10～20min。
　　將最佳的乳化體系及配方應(yīng)用與自制星形聚異戊二烯的乳化，主乳化劑為SDBS∶R=1∶4，用量3.0％wt，助乳化劑為Span-80，用量0.3％wt，用量均為水相質(zhì)量分?jǐn)?shù);乳化