国外橡胶改性的一些研究进展

525异戊橡胶功能化改性研究进展王中英1，2，梁爱民1，徐忠亮3，赵姜维2[1.中石化（北京）化工研究院有限公司，北京　100013；2.中国石化北京化工研究院燕山分院 橡塑新型材料合成国家工程研究中心，北京　102500；3.中国石化化工事业部合成树脂与合成橡胶室，北京　100728]摘要：综述共聚合功能化改性、后功能化改性和物理共混引入功能组分这3种方法对异戊橡胶（IR ）功能化改性的研究进展，分析不同改性方法的改性机理，并建议加大对IR 功能化改性的研究力度，尽快实现功能化IR 生产技术的自主化，取代天然橡胶在一些领域的应用。

关键词：异戊橡胶；功能化；改性；共聚合；接枝；物理共混中图分类号：TQ333.3 文章编号：2095-5448（2023）11-0525-04文献标志码：A DOI ：10.12137/j.issn.2095-5448.2023.11.0525在众多合成橡胶中，异戊橡胶（IR ）具有与天然橡胶（NR ）类似的结构，被称为合成NR [1-3]，因其优良且稳定的性能被广泛应用于轮胎、胶鞋、胶管和胶带等橡胶制品中[1，4-6]，在一些领域可以部分代替NR ，弥补NR 资源匮乏的问题。

自IR 的合成研究以来，开发了包括锂系、钛系和稀土类等多种类型的催化剂体系来控制IR 的立体规整度，其中稀土IR 具有与NR 较接近的分子结构参数[7]，但是IR 在生胶强度和硫化胶力学性能等方面与NR 相比仍有一定差距[8]。

受地理位置所限，我国橡胶树种植较少，NR 产量较低，进口依存度一直较高，而且尚未有可替代其应用的高性能IR 产品，这很大程度地制约了相关领域的经济发展，因此研究人员在IR 功能化方面进行了大量研究。

本文综述了IR 功能化改性的研究进展，从共聚合功能化改性、后功能化改性以及物理共混引入功能组分等方面展开论述，分析不同改性方法的改性机理，为高性能IR 的设计与合成提供参考。

1　共聚合功能化改性共聚合改性是聚合物改性中常用的方法，是聚合物单体通过与一种或多种其他具有功能性（如具有羟基、氨基、酯基或其他官能团）的单体进行共聚合达到改善聚合物性能的方法。

端羧基丁腈橡胶增韧改性环氧树脂的研究摘要：环氧树脂是一种重要的高分子材料，在工程领域有着广泛的应用。

环氧树脂的脆性和低韧性限制了其在一些领域的应用。

本文研究了利用端羧基丁腈橡胶对环氧树脂进行改性以提高其韧性和强度的方法。

实验结果表明，端羧基丁腈橡胶能够有效地增韧环氧树脂，并且改性后的环氧树脂具有较好的力学性能和耐热性能。

这些研究结果对于提高环氧树脂的性能，拓展其应用领域具有重要意义。

关键词：端羧基丁腈橡胶；环氧树脂；增韧改性；力学性能；耐热性能1. 引言环氧树脂是一种重要的高分子材料，具有优异的绝缘性能、耐腐蚀性能和机械性能，广泛应用于航空航天、电子、汽车等领域。

由于其分子结构中存在大量的环氧基团，导致环氧树脂具有较高的硬度和脆性，限制了其在一些领域的应用。

如何提高环氧树脂的韧性和强度成为了研究的热点之一。

2. 实验方法实验所用的环氧树脂为商业级别的环氧树脂，端羧基丁腈橡胶为工业级别的端羧基丁腈橡胶。

实验使用的溶剂为甲苯，催化剂为二甲基苯酚。

所有试剂均为分析纯试剂，按照一定的比例配制而成。

(1) 将环氧树脂和端羧基丁腈橡胶按一定的比例加入甲苯中，并在搅拌下进行混合，得到预混物。

(2) 在预混物中加入一定量的催化剂，并在恒温条件下进行反应。

(3) 将反应得到的树脂溶液倒入模具中，并在一定的温度下进行固化。

固化后取出样品，进行后续的力学性能和耐热性能测试。

3. 结果与讨论3.1 力学性能测试利用万能材料试验机对改性后的环氧树脂样品进行了拉伸测试和冲击测试。

实验结果表明，端羧基丁腈橡胶的加入显著提高了环氧树脂的拉伸强度和冲击韧性。

通过对比分析，发现随着端羧基丁腈橡胶含量的增加，环氧树脂的韧性呈现出逐渐增强的趋势。

这说明端羧基丁腈橡胶对环氧树脂的增韧效果明显，能够有效地提高其力学性能。

利用热重分析仪对改性后的环氧树脂样品进行了热重分析测试。

实验结果显示，端羧基丁腈橡胶的加入并未对环氧树脂的热稳定性产生明显影响，改性后的环氧树脂仍然具有较好的耐热性能。

丁腈橡胶增韧改性环氧树脂的研究进展作者：杨国栋,朱世根,李山山,杨占峰摘要：综述了丁腈橡胶增韧改性环氧树脂的研究现状及发展过程,讨论了不同活性端基的丁腈橡胶对环氧树脂性能的影响,评述了银纹、橡胶颗粒的拉伸撕裂和孔洞剪切屈服3种增韧机理,分析了目前丁腈橡胶增韧改性环氧树脂存在的问题,并展望了其发展方向。

关键词：丁腈橡胶环氧树脂增韧机理进展0引言环氧树脂(EP)是一种重要的热固性树脂,具有优异的粘结性能、机械性能和耐腐蚀性能,并兼有易加工成型、成本低等优点,被广泛应用于复合材料、涂料、胶粘剂和封装材料等领域[1]。

但是环氧树脂固化物脆性大,耐冲击和耐疲劳性差,在很大程度上限制了它在许多高技术领域的应用。

因此国内外科研工作者对环氧树脂进行了大量的改性研究以改善其韧性。

在众多环氧树脂改性途径中,研究较早、较成熟的是通过加入液体丁腈橡胶(NBR)来对环氧树脂进行增韧[2-4]。

目前用于增韧环氧树脂的丁腈橡胶,根据其活性端基的不同,主要有端羧基丁腈橡胶(CTBN)、端羟基丁腈橡胶(HTBN)、端胺基丁腈橡胶(ATBN)、端环氧基丁腈橡胶(ETBN)和端乙烯基丁腈橡胶(VTBN)。

1CTBN在环氧树脂的众多增韧剂中研究最多的为端羧基丁腈橡胶(CTBN),在理论上和实际应用上都是最成熟的。

实践证明,CTBN对双酚A型环氧树脂(DGEBA)[5]、双酚F型环氧树脂(DGEBF)[6]和酚醛环氧树脂[7]均有良好的增韧效果。

用于增韧的CTBN分子量一般在3000~4000之间,丙烯腈含量一般在26%以内。

Maazouz等[8]考察了CTBN分子量对增韧效果的影响,发现在相同用量的情况下,CTBN分子量越小,与环氧树脂基体的相容性越好,体系的断裂能(GIC)越高。

Russell等[9]研究发现,随着丙烯腈含量的增加,CTBN和环氧树脂基体的相容性提高,橡胶颗粒的尺寸更小、数量更多,增韧效果也更好。

CTBN改性环氧树脂的方式可以分为预反应型和非预反应型,其中预反应型的改性效果更好。

氢化丁腈橡胶的研究进展首先，HNBR的合成方法是研究的重点之一、传统的合成方法是通过共聚合反应将丁腈橡胶与氢化剂反应，但这种方法的反应条件较为苛刻且反应效率低。

近年来，研究人员提出了一种新的合成方法，即通过选择性氧化还原反应将丁腈橡胶转化为HNBR。

这种方法具有反应条件温和、高效且反应产物纯度高等优点，因此得到了广泛的应用。

其次，HNBR的改性研究也取得了重要的进展。

由于HNBR的机械性能相对较差，因此研究人员通过添加填料来改善其力学性能。

常用的填料包括碳黑、二氧化硅等。

通过填充剂的添加，可以显著提高HNBR的强度、硬度和耐磨性。

此外，研究人员还通过在HNBR中添加不同的增韧剂来增强其韧性。

常用的增韧剂有多官能团润滑剂、改性树脂等。

这些改性方法使得HNBR在应用中能够更好地满足特定要求。

HNBR的应用领域也在不断扩大。

由于其具有较高的耐油性和耐腐蚀性，HNBR被广泛应用于汽车、航空航天、石油化工等领域。

例如，在汽车工业中，HNBR被用作密封件、O型圈和V型带等零部件。

在航空航天领域，HNBR被用于制造高温密封件和耐腐蚀管道。

此外，HNBR还被用作垫片、胶管和密封件等。

随着科学技术的不断发展，HNBR的研究进展还面临一些挑战。

首先，HNBR的高温耐热性和低温耐寒性需要进一步提高。

其次，HNBR的力学性能和耐老化性能仍然有待改善。

此外，HNBR的大规模合成和应用还存在一些技术问题，需要进一步研究和解决。

综上所述，氢化丁腈橡胶作为一种高性能橡胶材料，近年来在合成方法、改性研究和应用领域都取得了重要的进展。

然而，HNBR在一些方面仍然存在一些问题，需要进一步的研究和开发。

相信随着科学技术的不断发展，HNBR的性能和应用将会得到进一步提高，为工业领域带来更多的创新。

技术进展乳聚丁苯橡胶的合成技术进展ESBR的生产技术在20年代后期逐渐成熟，此后对工艺又进行了不断的改进，并朝着装置大型化方向发展，自动化控制水平有了明显的提高，并且己达到相当先进的水平。

ESBR在提高聚合反应的单体转化率、节能降耗等方面取得了很大的进展，在解决ESBR滚动阻力与抗湿滑性能矛盾问题，优化产品性能，适应市场需求等方面也得到了突破性进展。

美国Goodyear轮胎与橡胶公司不使用溶剂，用含有抗降解剂、金属失活剂，光敏剂，增效剂，颜料，催化剂和/或促进剂的官能化苯乙烯与含有2%-3%离子表面活性剂和平共处0%-70%增塑剂的丁二烯在0-25℃下进行乳液共聚，制得含有酰氨基的官能化ESBR。

日本Zeon公司通过引入第三单体，开发出一种生热低且耐磨、可填充SiO2或炭黑、门尼粘度为10-200的ESBR。

日本JSR公司发明了一种用两步法聚合工艺生产中苯乙烯含量的ESBR新方法。

美国Xerox公司通过将单体加入聚合釜，引发聚合，反应放热后用惰性气体净化反应器，并将聚合温度升到规定值的方法，制取了残余单体含量低的ESBR。

日本三菱化成公司用自由基引发剂和常规乳液聚合助剂，用两步聚合工艺制成了结合苯乙烯含量分布范围宽、耐磨性和抗湿滑性比常规的ESBR好的新型ESBR。

日本Lion公司用二元酸双酯作ESBR的软化剂，以改善胶料的低温抓着性。

日本住友橡胶工业公司将接枝有硅烷偶联剂的SBR胶乳与一种化合物（如四乙氧基硅烷）混合，通过溶胶凝胶化反应而制成一种高强度、高回弹率、低能耗的原位增强ESBR。

中国丁苯橡胶新技术的开发近年来中国开展了许多丁苯橡胶科研开发与技术改革，大连理工大学化工学院与燕山石化研究院以正丁基锂为引发剂合成了丁二烯-苯乙烯二嵌段共聚物，该共聚物与普通溶聚丁苯橡胶相比，不仅具有良好的物理机械性能，同时具有低滚动阻力和高抗湿滑性能；此外还采用由正丁基锂和二乙烯基苯合成的多螯型引发剂及SnCl4偶联剂等合成了具有宽相对分子质量分布、高门尼粘度的溶聚丁苯橡胶，并且采用湿法充油制得了物理机械性能优异的充油丁苯橡胶。

天然橡胶材料的改性研究天然橡胶作为一种广泛应用的天然高分子材料，被广泛应用于轮胎、橡胶管、橡胶板等领域。

然而，天然橡胶的应用范围受到其性能限制。

在某些特殊环境下，例如高温、低温、极端环境等，天然橡胶材料的性能无法满足需求，因此改性研究成为了发展的热点。

一、环境友好型改性天然橡胶材料与环境友好型改性密切相关，其生产和应用过程中对环境产生的负面影响成为了制约其可持续发展的关键因素。

环境友好型改性的研究主要集中于改善天然橡胶材料的加工性能和机械性能，同时减少对环境的污染。

一种值得推广的改性方法是采用水性改性剂，其优点是绿色环保、无害无毒、易于处理等。

水性改性剂的应用可有效改善天然橡胶材料的加工性，提高材料的强度、耐磨性、减震性等性能。

二、改性增强型改性增强型指的是通过添加改性剂提高天然橡胶的机械性能，并增加其耐高温、耐低温、耐油污等性能。

目前研究人员普遍采用的方法是增强型改性剂的应用，将其加入天然橡胶材料中，从而提高材料的机械性能和耐久性。

增强型改性剂有机硅、纳米硅酸钙等。

其中，有机硅改性剂是一种广泛应用的改性剂，并且具有良好的特性，例如催化活性高、热稳定性好等，已经在医疗、食品和化妆品等领域得到广泛应用。

三、多功能型改性由于天然橡胶材料所具有的机械性能、耐磨性和耐热性等特征，其在制造工业中有着不可替代的作用。

但在某些特殊领域中，天然橡胶材料的性能要求更加严格，如医疗、生物学等领域需求弹性好、生物源性好的高性能天然橡胶。

天然橡胶材料的多功能型改性是一种值得研究的方向，其目的是应用于多种领域，满足不同行业对材料的特殊性能需求。

一种有效的改性方法是将多种改性剂混合使用，从而提高天然橡胶材料的多种性能，例如弹性、耐磨性、耐老化等。

综上所述，天然橡胶材料的改性研究是当今材料科学研究中的重要议题之一，主要抓住材料的性能改良和多功能化方向。

环境友好型改性、增强型改性和多功能型改性等是实现橡胶材料性能改良的有效途径。

橡胶材料的改性应用研究橡胶是一种具有高度弹性的材料，常用于制造各种密封件、管子、胶水等。

然而，传统的橡胶材料存在着许多不足之处，如老化速度快、性能不稳定、硬度不易控制等。

因此，在实际应用中，需要对橡胶材料进行改性处理，以提高其性能并拓宽其应用范围。

一、橡胶材料的改性方式橡胶材料的改性方式多种多样，其中常见的方法包括填充剂改性、增强剂改性、交联改性、共混改性等。

下面将逐一介绍这些方法的具体应用。

1. 填充剂改性填充剂是指将一些粉状或纤维状的物质添加到橡胶中，以增加材料的硬度、强度、抗老化性等。

常用的填充剂有碳黑、白炭黑、硅炭黑、氧化铝、滑石粉、钛白粉等。

填充剂添加量的控制和分布的均匀性对改性效果有很大影响。

2. 增强剂改性增强剂是指添加到橡胶中以提高其物理性能的化学剂。

如对甲苯磺酸钠（Vulcanizing Agent）、促进剂（Accelerator）、稳定剂（Stabilizer）等。

其中，促进剂对橡胶的交联反应有着很大的影响。

通过改变促进剂的种类、含量等，可以调整橡胶的交联度，从而改善其力学性能和耐热性。

3. 交联改性交联是指将橡胶的线性分子链通过化学反应或物理加工连接成三维网络结构的过程。

交联改性可以提高橡胶的力学性能、耐化学性、耐热性、抗老化性等，并防止其在使用过程中出现脆化和老化的现象。

常见的交联方法包括硫化交联、自由基交联、离子交联等。

4. 共混改性共混是指将两种或多种橡胶以某种比例混合在一起，形成一种新的橡胶复合材料。

共混可以改善橡胶的物理性能、化学性能、热稳定性和抗老化性等。

此外，共混还可以拓宽橡胶的应用范围，使其能够满足不同的要求。

二、橡胶材料的现代应用随着科技的进步，橡胶材料的应用也越来越广泛，不仅存在于传统的密封件、管子、胶水等领域，还在新兴领域如光学、电子、医疗等方面有着广泛的应用前景。

1. 光学领域橡胶材料因其弹性优良、透明度高等特点，在光学领域中有着广泛的应用。

例如，橡胶材料可以制成具有光学透镜功能的橡胶薄膜，用于光学仪器、光纤通信、照明等领域。

橡胶材料改性研究及其应用一、橡胶材料的概述橡胶是一种高分子化合物，具有优良的弹性和可塑性，广泛应用于各个领域，如轮胎、橡胶管、密封件等。

常见的橡胶材料有天然橡胶、合成橡胶、热塑性弹性体等。

二、橡胶材料改性技术橡胶材料的改性技术是指通过改变橡胶材料的分子结构或添加其他物质，来改变橡胶材料的性能和用途。

橡胶材料的改性技术常见的有以下几种：1、硫化改性：硫化是橡胶材料最常见的改性方法之一。

硫化可以使橡胶材料具有更好的强度、耐磨性和耐老化性能。

2、填料改性：将一些非橡胶材料加入橡胶中，可以改善橡胶材料的性能。

如碳黑、滑石粉等，可以提高橡胶材料的硬度和抗磨性。

3、表面改性：通过在橡胶材料表面涂覆一层特殊材料，可以改变橡胶材料的外观和性能。

如涂覆一层陶瓷涂层，可以提高橡胶材料的耐腐蚀性和抗热性。

4、交联改性：通过交联反应，可以使橡胶材料形成三维网状结构，从而提高橡胶材料的强度、硬度和耐磨性。

三、橡胶材料改性应用橡胶材料改性技术的应用十分广泛，以下是一些常见的应用：1、橡胶密封件：通过表面改性和填料改性，可以使橡胶密封件具有更好的耐磨性和耐腐蚀性。

2、橡胶管道：通过硫化改性和填料改性，可以使橡胶管道具有更好的耐压性和耐磨性。

3、橡胶轮胎：通过交联改性和填料改性，可以使橡胶轮胎具有更好的强度和耐磨性。

4、橡胶鞋底：通过填料改性和表面改性，可以使橡胶鞋底具有更好的耐磨性和防滑性。

四、橡胶材料改性的发展趋势橡胶材料改性技术的研究一直在进行中，以下是一些未来的发展趋势：1、绿色改性：随着环保意识的提高，绿色改性将成为未来的趋势，通过使用可降解的物质来改善橡胶材料的性能，以降低橡胶材料对环境的影响。

2、功能化改性：橡胶材料的功能化改性将成为未来的重点，通过添加具有特殊功能的物质，如导电材料、磁性材料等，来拓展橡胶材料的应用领域。

3、智能化改性：智能化橡胶材料是未来的发展趋势，通过添加具有感应、响应等特殊功能的物质，来实现橡胶材料的智能化控制和应用。

硅橡胶的研究进展硅橡胶是一种重要的有机高分子材料，具有优异的耐高温、耐低温、耐候、电气绝缘等特性，因此在航空航天、电子电气、汽车制造、医疗器械等领域得到广泛应用。

随着科学技术的发展，硅橡胶材料的研究和应用也在不断深入和发展。

目前，硅橡胶市场正面临着许多发展机遇和挑战。

其中，一些新型的硅橡胶材料和制备方法的出现，为硅橡胶的应用拓展了新的领域。

例如，以聚硅氧烷为软段、以聚硅氮烷为硬段的硅氮橡胶，具有优异的耐高温性能和机械强度，成为航空航天、汽车制造等领域的新宠。

此外，一些新的制备方法如微波辐射固化、等离子体表面修饰等，也为硅橡胶的制备和应用提供了新的可能。

为了更好地了解硅橡胶的研究现状和发展趋势，我们采用了文献调研和实验研究相结合的方法。

首先，我们对国内外相关文献进行了系统梳理和分析，了解硅橡胶的最新研究动态和发展趋势。

同时，我们也设计了一系列实验，对不同种类的硅橡胶材料进行了性能测试和表征，以便更好地掌握其内在规律和实际应用性能。

通过文献调研和实验研究，我们发现了一些有趣的事实。

首先，硅橡胶市场正在呈现出快速增长的趋势，特别是在一些新兴领域如新能源、环保等的应用前景非常广阔。

其次，新的硅橡胶材料和制备方法的研究也在不断进行，为硅橡胶的应用提供了更多的可能性。

最后，硅橡胶在生物医学领域的应用研究也正在深入开展，有望在医疗器械、生物材料等领域实现更多突破。

总之，硅橡胶作为一种重要的有机高分子材料，在多个领域的应用前景非常广阔。

随着科学技术的不断发展和进步，我们相信硅橡胶的研究和应用也将不断取得新的成果和突破。

未来的硅橡胶领域将更加注重材料的性能提升、制备方法的创新以及新应用领域的拓展，同时，还将大力加强硅橡胶在生物医学等领域的应用研究，为人类的生产和生活带来更多的便利和福祉。

此外，为了应对全球环境和资源的挑战，未来的硅橡胶研究将更加注重绿色、可持续发展。

通过采用环保型原料、优化制备工艺、减少生产过程中的能耗和排放等方式，提高硅橡胶的环保性能和生产效益。

端羧基丁腈橡胶增韧改性环氧树脂的研究1. 引言1.1 研究背景为了解决环氧树脂的这些缺陷，科研人员开始研究将端羧基丁腈橡胶作为增韧剂加入环氧树脂中，通过改性处理来提高环氧树脂的机械性能和热稳定性。

端羧基丁腈橡胶在环氧树脂中的良好分散性和界面相容性，可以有效地提高环氧树脂的韧性，抗冲击性和耐热性，从而使其在复杂工程环境中更加稳定可靠。

研究端羧基丁腈橡胶增韧改性环氧树脂对于拓展环氧树脂的应用领域，提高其性能表现具有重要意义。

在本研究中，我们将探讨端羧基丁腈橡胶在环氧树脂中的增韧效果，并通过实验研究及分析，探讨其改性方法和实际应用前景，为进一步完善环氧树脂性能提供理论支持。

1.2 研究目的研究目的是通过将端羧基丁腈橡胶引入环氧树脂中，探究其在增韧改性中的作用机制和效果。

具体来说，通过深入研究端羧基丁腈橡胶的特性和环氧树脂的性质，我们旨在找到最佳的配比和改性方法，以达到提高环氧树脂的韧性、耐磨性和耐冲击性的目的。

我们也希望通过本研究，为开发更加高性能的环氧树脂材料提供有益的参考和指导，推动材料科学领域的发展。

通过对端羧基丁腈橡胶在环氧树脂中的应用进行系统性的研究和探索，我们旨在为材料工程领域的发展做出贡献，并为新型环氧树脂改性技术的研究提供新思路和实践经验。

1.3 研究意义端羧基丁腈橡胶增韧改性环氧树脂是目前在材料领域备受关注的研究方向之一。

通过对端羧基丁腈橡胶在环氧树脂中的引入和改性，可以显著提高环氧树脂的力学性能和耐热性能，从而拓宽了环氧树脂在工程领域的应用范围。

研究表明，端羧基丁腈橡胶可以有效增加环氧树脂的韧性和抗冲击性能，提高其耐磨性和耐久性，从而使得环氧树脂更加适用于复杂环境下的使用。

端羧基丁腈橡胶增韧改性环氧树脂还具有绿色环保的特点，符合现代社会对材料环保性能的需求。

本研究对于推动环氧树脂材料的绿色化和可持续发展具有积极的意义。

通过深入探究端羧基丁腈橡胶增韧改性环氧树脂的研究，可以为材料领域的发展提供实用的技术支持和理论指导，促进相关领域的创新和进步。