合成橡膠-聚異戊二烯橡膠

高分子材料(cáiliào)

——聚異戊二烯橡膠

大連理工大學

2010.04.30精品資料異戊橡膠(yìwùxiànɡjiāo)發(fā)展史1826年，F(xiàn)araday分析確定天然橡膠的組分(zǔfèn)為C5H8。1954年，美國Goodrich公司開發(fā)鈦系異戊橡膠（順式結(jié)構(gòu)達到98%）。1955年，美國Firestone公司開發(fā)鋰系異戊橡膠（順式結(jié)構(gòu)達到92%）。1960年，美國Shell公司鋰系異戊橡膠實現(xiàn)工業(yè)化。1963年，美國Goodyear公司鈦系異戊橡膠實現(xiàn)工業(yè)化。精品資料聚異戊二烯橡膠(xiàngjiāo)的微觀結(jié)構(gòu)精品資料精品資料異戊橡膠的優(yōu)點：質(zhì)量均一，純度高。無色透明，臭味小，淺色(qiǎnsè)、醫(yī)藥制品。非膠組分和雜質(zhì)少，便于化學改性。異戊橡膠(yìwùxiànɡjiāo)與天然橡膠異戊橡膠的不足：生膠：強度低，挺性較差，易變形。硫化膠：拉伸、撕裂強度低于天然橡膠，耐磨性低于天然橡膠，疲勞壽命低于天然橡膠。精品資料天然橡膠和異戊橡膠(yìwùxiànɡjiāo)對比精品資料TiCl4-AlR3：TiCl4-（i-C4H9）3Al（二元）TiCl4-AlR3-給電子添加劑（三元）TiCl4-AlR3-CS2：提高聚合物的產(chǎn)率、降低低聚物生成。TiCl4-AlR3-二苯醚：提高聚合溫度(wēndù)、改善對微量水的適應(yīng)性。TiCl4-AlR3-給電子添加劑-不飽和化合物：聚合速度快（比三元體系快70%），分子量高、凝膠含量低、順式結(jié)構(gòu)高。鈦系異戊橡膠(yìwùxiànɡjiāo)精品資料鈦系異戊二烯聚合(jùhé)雙金屬機理精品資料連續(xù)溶液聚合流程。溶劑：異戊烷或己烷。單體轉(zhuǎn)化率：85%－90%，單濃：15%。兩釜串聯(lián)：首釜：40℃－50℃，第二釜：65℃。催化劑配制、原料精制、聚合、終止、脫灰（催化劑脫出）、溶劑和單體回收、后處理（擠出脫水、膨脹(péngzhàng)干燥、成型包裝）鈦系異戊橡膠(yìwùxiànɡjiāo)精品資料鈦系催化劑配置方法(fāngfǎ)的影響精品資料精品資料主催化劑：環(huán)烷酸稀土鹽：Ln（naph）3氯化稀土鹽：LnCl3·nL脂族酸稀土鹽：硬脂酸、辛酸、異辛酸等。Ln（RCOO）3助催化劑：烷基(wánjī)鋁,（CH3）3Al、（C2H5）3Al、（i-C4H9）3Al。第三組分：氯化物,Et3Al2Cl3、Et2AlX。稀土異戊橡膠(yìwùxiànɡjiāo)精品資料活性中心：含有(hányǒu)烷基化的稀土化合物的雙金屬絡(luò)合物精品資料稀土催化劑活性高，配制簡便，易于均勻分散。聚合物分子量高、分子量分布較窄（HI在3左右）?；曳趾?hánliàng)低（<0.3%），無需脫灰，催化劑殘留物對橡膠性能無害。聚合物凝膠含量(hánliàng)低，無低聚物。準活性聚合：基本上不存在鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止，可制備嵌段聚合物。稀土異戊橡膠(yìwùxiànɡjiāo)精品資料二元、三元催化體系第三組分：提供與稀土環(huán)烷酸鹽的羧基進行交換的鹵離子。Nd（naph）3-（i-C4H9）3Al-Et3Al2Cl3催化劑濃度：<1%Al/Nd：20－30、Cl/Nd：2－4（mol比）單體(dāntǐ)濃度：>120kg/m3。聚合溫度：30℃－60℃。單體(dāntǐ)轉(zhuǎn)化率：>70%。稀土異戊橡膠(yìwùxiànɡjiāo)精品資料聚合時間(shíjiān)/單體轉(zhuǎn)化率的影響第三(dìsān)組分對異戊二烯聚合的影響精品資料聚合溫度(wēndù)對順式結(jié)構(gòu)的影響聚合溫度(wēndù)對分子參數(shù)的影響精品資料催化劑組成(zǔchénɡ)及用量的影響精品資料單體濃度對異戊二烯聚合(jùhé)的影響精品資料分子參數(shù)及微觀結(jié)構(gòu)易于調(diào)控，可以制備不同3,4-結(jié)構(gòu)含量、不同順式結(jié)構(gòu)含量的IR。易于制備立構(gòu)嵌段聚合物。易于通過偶聯(lián)技術(shù)(jìshù)制備不同微觀結(jié)構(gòu)的星形IR。單體100%轉(zhuǎn)化，無需單體回收。聚合物無凝膠。引發(fā)劑活性高，無需水洗脫灰。可以制備IBR。鋰系IR的特點(tèdiǎn)精品資料作為天然橡膠的替代品，鋰系IR其順式含量偏低，92%左右。提高鋰系IR順式含量的方法(fāngfǎ)旭化成：含磷化合物，95.4%。SHELL公司：少量水，96%（仲丁基鋰）。間二溴苯、三苯基胺，98%（正丁基鋰）。其它：乙腈、二硫化碳、酯類、鹵化苯、叔胺、芳基醚鋰系IR存在(cúnzài)的問題精品資料烷基鋰濃度(nóngdù)的影響引發(fā)劑和溶劑(róngjì)的影響精品資料溶劑(róngjì)對異戊橡膠微觀結(jié)構(gòu)的影響精品資料反式結(jié)構(gòu)大于96%的聚異戊二烯。結(jié)晶度最高僅能達到30%左右，故具有優(yōu)異的韌性和抗沖擊性能。室溫下易結(jié)晶，熱塑性塑料(sùliào)性質(zhì)。熔點之前：高硬度高模量的硬質(zhì)材料，熔點之上：低模量易形變的軟質(zhì)彈性材料。高硬度、高拉伸強度。較大的球形超晶結(jié)構(gòu)，三種晶型：α（55℃）、β（65℃）、γ（74℃）高反式聚異戊二烯橡膠(xiàngjiāo)精品資料催化體系：釩體系、釩鈦體系、鈦體系。工藝：溶液聚合、沉淀聚合。應(yīng)用：醫(yī)用材料：夾板、矯形器材(qìcái)（熔點65℃）形狀記憶材料高速節(jié)能輪胎（耐磨、耐疲勞、低生熱）高反式聚異戊二烯橡膠(xiàngjiāo)精品資料3,4-聚異戊二烯橡膠(xiàngjiāo)合成：烷基鋰＋極性添加劑提高抗?jié)窕阅?，同時保持(bǎochí)較低的滾動阻力和生熱。丁戊橡膠（IBR