合成橡胶-聚异戊二烯橡胶

高分子材料(cáiliào)

——聚异戊二烯橡胶

大连理工大学

2010.04.30精品资料异戊橡胶(yìwùxiànɡjiāo)发展史1826年，Faraday分析确定天然橡胶的组分(zǔfèn)为C5H8。1954年，美国Goodrich公司开发钛系异戊橡胶（顺式结构达到98%）。1955年，美国Firestone公司开发锂系异戊橡胶（顺式结构达到92%）。1960年，美国Shell公司锂系异戊橡胶实现工业化。1963年，美国Goodyear公司钛系异戊橡胶实现工业化。精品资料聚异戊二烯橡胶(xiàngjiāo)的微观结构精品资料精品资料异戊橡胶的优点：质量均一，纯度高。无色透明，臭味小，浅色(qiǎnsè)、医药制品。非胶组分和杂质少，便于化学改性。异戊橡胶(yìwùxiànɡjiāo)与天然橡胶异戊橡胶的不足：生胶：强度低，挺性较差，易变形。硫化胶：拉伸、撕裂强度低于天然橡胶，耐磨性低于天然橡胶，疲劳寿命低于天然橡胶。精品资料天然橡胶和异戊橡胶(yìwùxiànɡjiāo)对比精品资料TiCl4-AlR3：TiCl4-（i-C4H9）3Al（二元）TiCl4-AlR3-给电子添加剂（三元）TiCl4-AlR3-CS2：提高聚合物的产率、降低低聚物生成。TiCl4-AlR3-二苯醚：提高聚合温度(wēndù)、改善对微量水的适应性。TiCl4-AlR3-给电子添加剂-不饱和化合物：聚合速度快（比三元体系快70%），分子量高、凝胶含量低、顺式结构高。钛系异戊橡胶(yìwùxiànɡjiāo)精品资料钛系异戊二烯聚合(jùhé)双金属机理精品资料连续溶液聚合流程。溶剂：异戊烷或己烷。单体转化率：85%－90%，单浓：15%。两釜串联：首釜：40℃－50℃，第二釜：65℃。催化剂配制、原料精制、聚合、终止、脱灰（催化剂脱出）、溶剂和单体回收、后处理（挤出脱水、膨胀(péngzhàng)干燥、成型包装）钛系异戊橡胶(yìwùxiànɡjiāo)精品资料钛系催化剂配置方法(fāngfǎ)的影响精品资料精品资料主催化剂：环烷酸稀土盐：Ln（naph）3氯化稀土盐：LnCl3·nL脂族酸稀土盐：硬脂酸、辛酸、异辛酸等。Ln（RCOO）3助催化剂：烷基(wánjī)铝,（CH3）3Al、（C2H5）3Al、（i-C4H9）3Al。第三组分：氯化物,Et3Al2Cl3、Et2AlX。稀土异戊橡胶(yìwùxiànɡjiāo)精品资料活性中心：含有(hányǒu)烷基化的稀土化合物的双金属络合物精品资料稀土催化剂活性高，配制简便，易于均匀分散。聚合物分子量高、分子量分布较窄（HI在3左右）。灰分含量(hánliàng)低（<0.3%），无需脱灰，催化剂残留物对橡胶性能无害。聚合物凝胶含量(hánliàng)低，无低聚物。准活性聚合：基本上不存在链转移和链终止，可制备嵌段聚合物。稀土异戊橡胶(yìwùxiànɡjiāo)精品资料二元、三元催化体系第三组分：提供与稀土环烷酸盐的羧基进行交换的卤离子。Nd（naph）3-（i-C4H9）3Al-Et3Al2Cl3催化剂浓度：<1%Al/Nd：20－30、Cl/Nd：2－4（mol比）单体(dāntǐ)浓度：>120kg/m3。聚合温度：30℃－60℃。单体(dāntǐ)转化率：>70%。稀土异戊橡胶(yìwùxiànɡjiāo)精品资料聚合时间(shíjiān)/单体转化率的影响第三(dìsān)组分对异戊二烯聚合的影响精品资料聚合温度(wēndù)对顺式结构的影响聚合温度(wēndù)对分子参数的影响精品资料催化剂组成(zǔchénɡ)及用量的影响精品资料单体浓度对异戊二烯聚合(jùhé)的影响精品资料分子参数及微观结构易于调控，可以制备不同3,4-结构含量、不同顺式结构含量的IR。易于制备立构嵌段聚合物。易于通过偶联技术(jìshù)制备不同微观结构的星形IR。单体100%转化，无需单体回收。聚合物无凝胶。引发剂活性高，无需水洗脱灰。可以制备IBR。锂系IR的特点(tèdiǎn)精品资料作为天然橡胶的替代品，锂系IR其顺式含量偏低，92%左右。提高锂系IR顺式含量的方法(fāngfǎ)旭化成：含磷化合物，95.4%。SHELL公司：少量水，96%（仲丁基锂）。间二溴苯、三苯基胺，98%（正丁基锂）。其它：乙腈、二硫化碳、酯类、卤化苯、叔胺、芳基醚锂系IR存在(cúnzài)的问题精品资料烷基锂浓度(nóngdù)的影响引发剂和溶剂(róngjì)的影响精品资料溶剂(róngjì)对异戊橡胶微观结构的影响精品资料反式结构大于96%的聚异戊二烯。结晶度最高仅能达到30%左右，故具有优异的韧性和抗冲击性能。室温下易结晶，热塑性塑料(sùliào)性质。熔点之前：高硬度高模量的硬质材料，熔点之上：低模量易形变的软质弹性材料。高硬度、高拉伸强度。较大的球形超晶结构，三种晶型：α（55℃）、β（65℃）、γ（74℃）高反式聚异戊二烯橡胶(xiàngjiāo)精品资料催化体系：钒体系、钒钛体系、钛体系。工艺：溶液聚合、沉淀聚合。应用：医用材料：夹板、矫形器材(qìcái)（熔点65℃）形状记忆材料高速节能轮胎（耐磨、耐疲劳、低生热）高反式聚异戊二烯橡胶(xiàngjiāo)精品资料3,4-聚异戊二烯橡胶(xiàngjiāo)合成：烷基锂＋极性添加剂提高抗湿滑性能，同时保持(bǎochí)较低的滚动阻力和生热。丁戊橡胶（IBR