基于稀土催化在苯乙烯中合成苯乙烯/异戊二烯/丁二烯三元共聚物

采用钕系稀土催化剂Nd(P204)3/Al(i-Bu)2H/CHCl3,以苯乙烯为溶剂兼做单体,进行苯乙烯(St)/异戊二烯(Ip)/丁二烯(Bd)三元共聚合反应,制备St/Ip/Bd三元集成橡胶(SIBR)。研究了经Ip、Bd陈化的催化剂对聚合活性的影响,重点考察了催化剂各组成用量对共聚合的影响。结果表明,催化剂中只有加入Ip或Bd陈化后才具有聚合活性;随着[Al]、[Cl]、[Nd]用量的增加,SIBR中St组分含量逐渐升高并在一定范围内可实现调控;[Cl]用量变化对SIBR高立体选择性和相对分子质量控制稳定性最好,其Ip、Bd组分1,4-结构含量均在98%以上,重均相对分子质量均控制在2×105左右;[Al]、[Nd]用量增加,SIBR相对分子质量下降、相对分子质量分布变窄;SIBR只有1个Tg,且随着St和Ip组分含量增加而升高;合成了Ip、Bd组分1,4-结构高立体选择性(95%)的无规SIBR。     

锡偶联星形嵌段苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物的制备及表征EI北大核心CSCD

采用阴离子聚合法成功制备了锡偶联星形嵌段苯乙烯(St)-异戊二烯(Ip)-丁二烯(Bd)三元共聚物。通过核磁共振、气相色谱、凝胶渗透色谱、透射电镜、动态力学分析等方法表征材料的结构与性能,并与通用橡胶进行性能对比。结果表明,St含量低于30%时,共聚物趋于无规分布,St含量高于35%时,苯乙烯嵌段结构产生,随着St含量的增加,共聚物侧基结构含量下降;三元共聚中St,Ip,Bd的转化率随总转化率的增加而逐渐增大; St含量较低时,共聚物微观相态均一,随St含量的增大,微观相态产生相分离,损耗峰向高温移动,宽度略有增加;嵌段共聚物的物理力学性能与其他橡胶材料相当,抗湿滑性优于通用胶,滚动阻力小于通用胶,是一种理想的轮胎胎面用橡胶材料。     

锡偶联星形嵌段苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元共聚物的制备及表征

采用阴离子聚合法成功制备了锡偶联星形嵌段苯乙烯(St)-异戊二烯(Ip)-丁二烯(Bd)三元共聚物。通过核磁共振、气相色谱、凝胶渗透色谱、透射电镜、动态力学分析等方法表征材料的结构与性能,并与通用橡胶进行性能对比。结果表明,St含量低于30%时,共聚物趋于无规分布,St含量高于35%时,苯乙烯嵌段结构产生,随着St含量的增加,共聚物侧基结构含量下降;三元共聚中St,Ip,Bd的转化率随总转化率的增加而逐渐增大; St含量较低时,共聚物微观相态均一,随St含量的增大,微观相态产生相分离,损耗峰向高温移动,宽度略有增加;嵌段共聚物的物理力学性能与其他橡胶材料相当,抗湿滑性优于通用胶,滚动阻力小于通用胶,是一种理想的轮胎胎面用橡胶材料。     

苯乙烯/异戊二烯渐变嵌段共聚物的负离子法合成和性能

一次加料延时加入极性结构调节剂四氢呋喃(THF)、以正丁基锂(n-BuLi)为引发剂、环己烷为溶剂,用活性负离子聚合技术合成了具有渐变嵌段结构的苯乙烯(St)/异戊二烯(Ip)共聚物(S/I)。使用核磁共振氢谱(¹H-NMR)和动态粘弹谱(DMA)等仪器表征共聚物的微观结构并测定共聚物的动态力学性能,研究了THF的加入时间和St含量对S/I共聚物微观结构和性能的影响。结果表明,加入THF的时间显著影响共聚物的微观结构、力学和动态力学性能。控制THF的加入时间能调控St和Ip单体的共聚合活性从而调控共聚物的微观结构和共聚物的组成及其分布,生成具有渐变嵌段结构的S/I共聚物,拓宽共聚物的玻璃化转变温度(T_g)区间。对S/I共聚物的结构和性能的变化过程也进行了理论分析。     

磷酸酯钕催化剂合成高顺式液体聚丁二烯的研究

以二(2-乙基己基)膦酸酯钕(Nd)/二异丁基氢化铝(Al)/乙基倍半氯化铝(Cl)/丁二烯(Bdcat)为催化体系进行了液体丁二烯的聚合,制备了高顺式含量的聚丁二烯(LPB),考察了各种因素对聚合的影响,并采用红外光谱和核磁波谱表征了聚合物的微观结构及序列结构。结果表明,本催化体系下进行高顺式LPB的聚合条件范围为:Al/Nd(摩尔比,下同)为20～30、Cl/Nd为1.5～2.0、Bdcat/Nd为10～50、催化剂用量为3.3×10~(-4)。所制得的LPB样品顺式含量高于92%,以顺式-1,4-长序列结构为主。     

反应挤出阴离子本体聚合制备苯乙烯类合成橡胶

在同向啮合双螺杆挤出机中,以正丁基锂为引发剂,成功合成了苯乙烯(St)/异戊二烯(Ip)/丁二烯(Bd)三元集成橡胶SIBR及苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯热塑性橡胶(SIS)。通过对螺筒温度以及二烯烃单体加料位置的精确控制,成功抑制了聚合过程中凝胶的生成。核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱及动态力学分析证明,由St/Ip/Bd混合单体制得一种多嵌段共聚物,而与正丁基锂等摩尔比引入的四甲基乙二胺(TMEDA)使得该共聚物的无规化程度得到明显提高。另由St和Ip单体两次顺序加料偶联法制得一种具有较规整的SIS三嵌段共聚物,该聚合物的相对分子质量及其分布分别为7.9×104和1.8。拉伸性能测试表明,2种共聚物的拉伸强度均在15 MPa以上。     

溶液型磷酸酯钕催化体系合成Cis-1,4-聚异戊橡胶

以溶液型磷酸酯钕盐Nd(P204)3(简称Nd)为主催化剂,在有少量单体异戊二烯(IP)存在下的三异丁基铝(Al(i-Bu)3,简称Al)及二乙基氯化铝(AlEt2Cl,简称Cl)催化体系催化异戊二烯(IP)聚合。通过在磷酸酯钕中加入丙二醇制备出溶液型主催化剂,这种方法解决了磷酸酯钕的非均相问题,同时,此方法无需皂化反应,减少了废水排放。考察了此催化剂组分的陈化方式、聚合温度及时间等对异戊二烯聚合的影响。结果表明,催化剂陈化方式为IP+Al+Nd+Cl,[IP]/[Nd]为10,[Al]/[Nd]为10,[Cl]/[Nd]为2,在10℃陈化3h的条件下,得到的聚异戊二烯橡胶顺式-1,4-结构含量在98%以上,相对分子质量分布小于2.5。     

采用双四氢糠丙烷/四氢呋喃复合调节体系合成苯乙烯-丁二烯-异戊二烯嵌段共聚物

采用双四氢糠丙烷(DTHFP)/四氢呋喃(THF)二元调节体系作为结构调节剂阴离子法制备了苯乙烯-丁二烯-异戊二烯嵌段共聚物,研究了其选择性加氢产物的性能。DTHFP/THF复合调节体系比THF单独调节活性更高,3,4-PI含量较低,调节效果更为理想。以环己烷为溶剂,采用三段或者两段加料法,双四氢糠丙烷和丁基锂的摩尔比为n(DTHFP)/n(Li)=0.25,THF和丁基锂摩尔比为n(THF)/n(Li)=4.2,合成了苯乙烯-氢化(丁二烯/异戊二烯)嵌段共聚物(EPEBS)和苯乙烯-氢化异戊二烯共聚物(SEP),对其性能进行比较后发现软段中含有2种聚合物单元的EPEBS更适合作为增稠剂用胶凝剂。     

钕系催化剂合成高顺式窄分布聚丁二烯EI北大核心CSCD

以新癸酸钕(简称Nd)/氢化二异丁基铝(简称Al)/氯化二乙基铝(简称Cl)为催化剂进行了丁二烯(简称Bd)聚合。考察了催化剂配制时不同Bd用量、[Al]/[Nd]、[Cl]/[Nd]、聚合温度和时间对Bd聚合的影响。结果表明:催化剂配制时,随Bd用量的增加,催化活性升高,相对分子质量分布变窄。聚合物产率在[Al]/[Nd]比值很低([Al]/[Nd]=10)时即可达到100%。所得聚合物具有高相对分子质量(-Mn=44×104),窄的相对分子质量分布(1.47),高cis-1,4结构含量(98.3%)。聚合物的微观结构基本不受反应条件的影响,显示该催化剂具有高的稳定性和立体定向性。     

钕系催化剂合成高顺式窄分布聚丁二烯

以新癸酸钕(简称Nd)/氢化二异丁基铝(简称Al)/氯化二乙基铝(简称Cl)为催化剂进行了丁二烯(简称Bd)聚合。考察了催化剂配制时不同Bd用量、[Al]/[Nd]、[Cl]/[Nd]、聚合温度和时间对Bd聚合的影响。结果表明:催化剂配制时,随Bd用量的增加,催化活性升高,相对分子质量分布变窄。聚合物产率在[Al]/[Nd]比值很低([Al]/[Nd]=10)时即可达到100%。所得聚合物具有高相对分子质量(-Mn=44×104),窄的相对分子质量分布(1.47),高cis-1,4结构含量(98.3%)。聚合物的微观结构基本不受反应条件的影响,显示该催化剂具有高的稳定性和立体定向性。