丁苯橡膠接枝改性的研究進展及應用

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1、丁苯橡膠接枝改性的研究進展及應用學院：**************班級：*********姓名：******學號:**********丁苯橡膠接枝改性的研究進展及應用摘要:介紹了丁苯橡膠接枝改性的機理,綜述了近幾年來丁苯橡膠接枝改性方法的研究進展。同時,對丁苯橡膠接枝產(chǎn)物的應用及其前景作簡要展望。關鍵詞:丁苯橡膠；接枝；改性；應用丁苯橡膠(SBR)是苯乙烯和丁二烯2種單體共聚生成的彈性體共聚物,是耗量最大的通用橡膠之一,應用廣泛。與一般通用橡膠相比,SBR具有較好的耐磨性、耐熱性和耐老化性能，易與其他非極性橡膠并用,但其生膠強

2、度低,黏合性差,不易增韌極性塑料。因此為了拓寬SBR的應用范圍,需要對其進行改性。常用的改性方法有共混法、接枝法、環(huán)氧化法。其中,接枝法操作簡便經(jīng)濟,接枝產(chǎn)品靈活多變,是改善SBR的使用性能、擴大SBR應用范圍的主要方法之一。SBR的接枝改性是一種二烯烴聚合物的接枝,以雙鍵和烯丙基氫為接枝點。通過接枝聚合反應,可以將極性、非極性的基團或鏈段和高彈性的兩鏈段鍵接在一起,從而賦予SBR許多特殊的性能。筆者介紹了丁苯橡膠接枝改性的機理,對SBR接枝改性方法及應用進行概述。1.SBR接枝機理以SBR/苯乙烯體系進行溶液接枝改性為例。引

3、發(fā)劑受熱分解成初級自由基,一部分引發(fā)苯乙烯聚合成均聚物,另一部分與SBR大分子加成或轉(zhuǎn)移,進行下列3種反應而產(chǎn)生接枝點。第1種:初級自由基與乙烯基側(cè)基雙鍵加成第2種:初級自由基與SBR主鏈中的雙鍵加成第3種:初級自由基奪取丙烯基氫而鏈轉(zhuǎn)移其中R代表初級自由基,上述3種反應的反應速率常數(shù)依次為K1>K2>K3?？芍?第1種和第2種更加有利于接枝反應。2.接枝改性方法接枝改性是通過引發(fā)劑提供活性種,產(chǎn)生接枝點,聚合后形成接枝產(chǎn)物。接枝產(chǎn)物的性能及應用決定于主、支鏈的組成結(jié)構(gòu)和長度以及支鏈數(shù)。接枝改性方法具有操作簡單、接枝單體靈活多

4、變的優(yōu)點,是非常有潛力的方法之一。接枝改性可以在乳液、溶液和膠塊中進行,接枝場所的不同可以產(chǎn)生不同的接枝效果。2.1在乳液中進行接枝改性在乳液中進行接枝改性是將接枝單體、引發(fā)劑等直接加入到橡膠乳液中,然后引發(fā)接枝聚合,是SBR接枝改性中最簡單經(jīng)濟的方法。通常情況下,接枝對象是SBR膠乳,最后得到具有核殼結(jié)構(gòu)的丁苯橡膠膠乳。Arayapranee等研究了以苯乙烯(ST)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)為接枝單體、SBR膠乳(SBRL)為接枝對象、過氧化羥基二異丙苯(CHPO)/四乙烯五胺(TEPA)氧化-還原體系為引發(fā)劑,得到了接枝產(chǎn)

5、物,實驗分析表明鏈轉(zhuǎn)移劑是影響接枝效率的主要因素。Zhao等同樣以ST和MMA為接枝單體、SBRL為接枝對象、BPO和FeSO4為引發(fā)劑,得到了結(jié)構(gòu)類似的接枝產(chǎn)物。Li等在SBRL中,ST為接枝單體,γ射線輻射下得到接枝改性的SBRL,TEM表明形成了以SBR為核相、殼相為接枝單體聚合物的接枝產(chǎn)物。Li等以SBRL為接枝對象、ST為接枝單體,γ射線輻射引發(fā)得到了接枝產(chǎn)物。2.2在溶液中進行接枝改在溶液中進行接枝聚合是將接枝單體、引發(fā)劑等直接加入到橡膠溶液中,引發(fā)接枝聚合。通常情況下,以溶聚丁苯橡膠(SBS)為接枝對象,來研究S

6、BS的接枝機理和接枝率。Xie等在甲苯溶液中,通過N,N-二甲基苯胺(DMA)引發(fā)聚氧乙烯基醚(PEO)開環(huán)反應得到了PEO接枝的環(huán)氧化的溶聚丁苯橡膠(ESBS)。研究發(fā)現(xiàn),當DMA質(zhì)量分數(shù)為5%、ESBS質(zhì)量濃度為0.12-0.14g/mL,在75-80℃反應10h,接枝聚合物中PEO的接枝率可達到0.27mmol/g。Abbasian等通過活性自由基聚合法,以SBR為接枝對象、四氫呋喃(THF)為溶劑、2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶醇(TEMPO)為鏈轉(zhuǎn)移劑,通過大分子引發(fā)劑TEMPO-SBR得到了ST接枝的SBR,

7、分別用紅外光譜(IR)和氫核磁共振儀(H-NMR)對相關產(chǎn)物進行了結(jié)構(gòu)表征。Botros等在甲苯溶劑中,丙烯酸(AA)為接枝單體,80℃下過氧化苯甲酰(BPO)引發(fā)得到接枝產(chǎn)物。IR結(jié)果表明,AA被成功接枝到SBR分子鏈上。Jiang等在氯仿溶劑中,分別實現(xiàn)了丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、MMA對SBS的接枝。研究結(jié)果表明AA和MAA是通過SBS大分子自由基引發(fā)接枝聚合,而活性較高的MMA除了上述引發(fā)外,還包括初級自由基引發(fā)MMA與SBS間的接枝聚合。Zhang等在三氯乙烯和丁酮的混合溶液中,分別用BPO和偶氮二異丁腈

8、(AIBN)為引發(fā)劑,得到馬來酸酐(MAH)接枝的SBS。研究發(fā)現(xiàn)AIBN引發(fā)接枝反應是雙鍵的加成,而BPO還包括烯丙基氫的取代加成。Ramesan等利用鏈轉(zhuǎn)移劑,在SBR的甲苯溶液中,氯仿堿性水解得到了氯化SBR,H-NMR和IR表明Cl是通過SBR的雙鍵成環(huán)反應接枝到SB