文章编号:1001-9731(2014)14-14008-05
乳聚丁苯橡胶功能化改性与应用进展?
魏绪玲1,2,杨丽芳3,4,王荣民1,龚光碧2,梁一滔2
(1.西北师范大学化学化工学院,生态环境相关高分子材料教育部重点实验室,兰州730070;
2.中国石油兰州化工研究中心,兰州730060;
3.中国石油大学,北京102249;
4.中国石油独山子石化公司研究院,新疆克拉玛依833600)
摘一要:一乳聚丁苯橡胶(ESBR)是目前应用最为广泛的合成橡胶之一三对其功能化改性方法(如主要有接枝二共聚和环氧化等)与应用进行了综述,其中,接枝不同的单体赋予其不同的性能,接枝法具有操作简便二成本低二产品多样化等优点;共聚改性既能显著改善橡胶的生胶强度二耐磨性及加工性能等,也可赋予其抗氧化性二耐低温等性能;环氧化改性可提高橡胶耐非极性溶剂和抗湿滑性能,降低生热等三总之,乳聚丁苯橡胶的功能化改性是拓展其应用领域和扩大市场的主要发展方向,是研发与生产者值得关注的领域三
关键词:一乳聚丁苯橡胶;功能化改性;共聚反应;接枝改性;环氧化
中图分类号:一O63;TQ333.1文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.14.002
1一引一言
以丁二烯与苯乙烯为单体,经共聚反应制备的丁苯橡胶(SBR)高分子链中既有刚性的苯环结构,也有柔性的分子链段,具有优异的耐磨性二耐热性和耐老化性能,是用途最为广泛的共聚物橡胶三SBR广泛应用于轮胎二胶管二胶带二胶鞋二减震制品等领域(图1)三按照聚合方式,SBR分为乳聚丁苯橡胶(ESBR)和溶聚丁苯橡胶(SSBR)两大类[1]三SSBR则是由2种单体以烷基锂为引发剂,在溶剂中通过阴离子聚合而制得的共聚物[2]三其具有好的弹性二耐磨耐寒性和低生热性能,以及强度高二抗湿滑性能等优点[3-5]三但其产品价格较高,质量不稳定,难以满足市场需求三相反,ESBR 工艺稳定成熟二生产成本低二加工性能优异,是目前应用最为广泛的聚合物之一三2010年以来,我国成为世界上ESBR产能二消费量最大的国家三ESBR属于不结晶的非极性橡胶,其分子间的内聚力小,生胶强度低三可用补强剂改善ESBR性能[6],如炭黑或非炭黑(如二氧化硅二淀粉)等三还可进行功能化改性三随着欧盟Reach法规二标签法案的相继出台[7],以及其它弹性体材料竞争的加剧,ESBR功能化改性得到较快发展三常用的功能化改性方法有接枝法二共聚法和环氧化法[8]三
图1一丁苯橡胶及其主要产品
Fi g1St y rene-butadiene rubber and its p roducts 2一乳聚丁苯橡胶的功能化接枝改性ESBR聚合物主链有C C键,也有乙烯基( CH CH2)侧链三接枝改性是以其中的主链与侧链C C键为接枝点,通过引发剂提供活性种,产生接枝点,聚合后形成接枝产物,将极性二非极性的基团或链段和高弹性的链段键接在一起,不同接枝单体赋予ESBR不同的性能三
2.1一功能性接枝单元的主要类型
典型的接枝单体有苯乙烯(St)二甲基丙烯酸甲酯(MMA)二甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)二羧基聚合物二硅烷基聚合物等三以ESBR胶浆为原料,利用其主链上含有的双键和烯丙基,用引发剂或辐射进行引发,形成以SBR为核相二壳相为接枝单体聚合物的接枝产物[9](图2),壳层的厚度随着苯乙烯接枝到ESBR胶乳上的接枝率的提高而增大,赋予其良好的机械性能,制得动态机械性能良好的热塑性弹性体三ESBR接枝
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12014年第14期(45)卷
?基金项目:国家自然科学基金资助项目(21263024,21244003);教育部长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRT1177)收到初稿日期:2013-11-13收到修改稿日期:2014-01-16通讯作者:王荣民,E-mail:wan g rm@https://www.doczj.com/doc/0613672271.html, 作者简介:魏绪玲一(1981-),女,山东莒南人,工程师,在读博士,师承王荣民教授,从事功能高分子材料研究三