釩系反式-1,4-聚異戊二烯及其共聚物的制備和性能的研究.pdf

1、本論文采用實(shí)驗(yàn)室自制VCl3-Al(i-Bu)3-TiCl4三元催化體系催化合成反式-1，4-聚異戊二烯(TPI)和反式-1，4-異戊二烯-丁二烯共聚物(TPBI)。探討分析了共聚組分的加入對TPI結(jié)晶性能、加工流變性、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能以及混煉膠力學(xué)性能的影響。采用核磁共振氫譜(1H-NMR)，紅外光譜(FT-IR)研究聚合產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)，采用差示掃描量熱法(DCS)測試聚合物的溫度轉(zhuǎn)變、非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)，使用X射線衍射法(XRD)測試結(jié)晶

2、度，通過偏光顯微鏡(POM)觀察聚合物的結(jié)晶形態(tài)，并通過橡膠加工分析儀RPA2000測試膠料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。對比分析實(shí)驗(yàn)制得的TPI與TPBI的結(jié)晶性能，加工流變性，力學(xué)性能，結(jié)晶動(dòng)力學(xué)等各項(xiàng)性能。
　　研究結(jié)果表明：使用釩系催化體系催化聚合反應(yīng)，可成功制備反式-1，4-異戊二烯(TPI)和反式-1，4-異戊二烯-丁二烯共聚物(TPBI)，所得共聚物TPBI的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg、結(jié)晶熔融焓(△Hc)、結(jié)晶度均低于TPI，二者的結(jié)晶

3、形態(tài)均為球晶，TPBI結(jié)晶較小且不均勻，存在明顯的孔洞缺陷，結(jié)晶較不完善。非等溫結(jié)晶過程中，隨著降溫速率的增大，聚合物的結(jié)晶放熱峰向低溫方向移動(dòng)，峰形變寬。相同降溫速率下，TPBI結(jié)晶出現(xiàn)較晚，結(jié)晶峰寬且小。通過計(jì)算獲得TPI的結(jié)晶活化能△E(TPI)=61.194KJ/mol，TPBI的結(jié)晶活化能△E(TPBI)=72.722KJ/mol，TBI結(jié)晶需克服更大的能壘，結(jié)晶更困難。采用冪律方程描述聚合物的加工流變性，結(jié)果表明，使用TPB

4、I代替TPI與NR共混，混煉膠的非牛頓指數(shù)m下降，膠料的非牛頓性增強(qiáng)，橡膠特性更明顯。并且TPBI/NR并用膠門尼粘度值更小，膠料轉(zhuǎn)矩值下降，可塑性提高，加工性能得以改善。力學(xué)測試結(jié)果表明，使用TPBI代替TPI與NR共混，并且TPBI用量為20pph時(shí)，膠料的拉伸強(qiáng)度，耐磨性等力學(xué)性能均提高，撕裂強(qiáng)度提高明顯，力學(xué)性能更優(yōu)。采用橡膠加工分析儀進(jìn)行頻率掃描、應(yīng)變掃描和溫度掃描，結(jié)果顯示TPBI/NR并用膠的儲(chǔ)能模量、損耗模量和損耗因子均