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论文题目:含硅氧基团链端链的多功能化溶聚丁苯橡胶及其制备方法
摘要:本文通过在溶聚丁苯橡胶中引入硅氧基团链端链,实现了橡胶的多功能化,并探讨了制备方法。在制备过程中通过选择适当的合成条件及控制不同溶剂体系中含硅氧基团的结构与含量,成功地实现了含硅氧基团链端链的多功能化溶聚丁苯橡胶的制备。对所得产品进行了结构、性能表征,结果表明,多功能化溶聚丁苯橡胶具有优异的机械性能、热稳定性以及化学惰性等特点,表现出了广泛的应用前景。
关键词:溶聚丁苯橡胶,硅氧基团链端链,多功能化,制备方法,特点
溶聚丁苯橡胶是一种广泛用于橡胶制品生产的重要材料。然而,由于其分子结构单一,具有较弱的耐热性、耐化学腐蚀性及机械性能等缺点,限制了其在高端橡胶制品领域的应用。因此,寻求途径提高溶聚丁苯橡胶的性能具有重要的研究意义。
硅氧基团链端链具有优异的热稳定性和机械性能,是一种理想的加入物,已被广泛地应用于各种材料中。引入硅氧基团链端链到溶聚丁苯橡胶中,不仅可以提高其机械性能和热稳定性,还可以赋予其化学惰性、耐老化性和耐化学腐蚀性等多种特性。因此,研究含硅氧基团链端链的多功能化溶聚丁苯橡胶的制备方法及其性能表征具有重要的理论和实践意义。
乙苯、丙酮、苯乙烯(S)、丁二烯(B)、乙醇、Triethylamine(TEA)、四乙基铵盐(TBAB)、氢氧化钠、溴乙酸等在实验中所需的试剂均为优质分析试剂,均无需进一步纯化。
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以丁二烯为主要单体,苯乙烯为助剂,在工作温度为0-25℃的条件下,通过逐步添加TBAB、TEA和苯乙烯,运用反相乳液聚合法制备了具有硅氧基团链端链的聚丁苯橡胶。 具体反应方式为:在乙醇溶液中,,再向含TBAB的水相中滴加氯化合成钵混合乳液,密切搅拌,使其温度升至25℃,10min之后,向中温的含TEA的有机相乙苯体系中,逐渐滴加经过各种处理的贡献单体和硅氧烷等反应单体,采用反相乳液聚合法制备硅氧基团链端链的聚合物。在反应过程中,控制聚合物的分子量,保证聚合物的分散性和含硅氧基团链端链的结构和含量,从而获得具有硅氧基团链端链的聚丁苯橡胶。
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将上述合成的聚合物溶解于乙苯中,并采用机械混合的方法,加入改性硅烷、稳定剂和交联剂,搅拌至均匀后在恒温水槽中加热固化。经固化后,通过加热处理,除去其中的溶剂,最终得到含硅氧基团链端链的多功能化溶聚丁苯橡胶。
通过对多功能化溶聚丁苯橡胶的结构、物理性能等进行表征,验证了所得产品的多功能性。
结构表征
通过IR光谱对多功能化溶聚丁苯橡胶的结构进行表征,结果显示在制备过程中硅氧基团链端链成功地引入到聚合物中。IR谱图上出现了Si-O-Si伸缩与弯曲振动的峰,在400-1200cm-1区间内,证明了含硅氧基团链端链的存在。
机械性能
多功能化溶聚丁苯橡胶的机械性能表现出良好的特点。拉伸断裂强度、断裂伸长率及硬度相对于未掺硅的溶聚丁苯橡胶均有所提高。
热稳定性
热重分析(TGA)结果表明,含硅氧基团链端链的多功能化溶聚丁苯橡胶的失重率与温度的关系的曲线平稳,表现出良好的热稳定性能。
化学惰性
多功能化溶聚丁苯橡胶表现出优良的化学惰性,因其含硅氧基团链端链,可在诸如酸、碱等强腐蚀性条件下保持良好的稳定性。
本研究成功地开发了一种含硅氧基团链端链的多功能化溶聚丁苯橡胶的制备方法,并综合评价了其结构与性能。实验证明该种材料表现出优良的机械性能、热稳定性及化学惰性等特点,在橡胶制品领域有广泛的应用前景。