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1,4-反式聚异戊二烯橡胶的性能

发布日期:2019/6/18 10:39:10

背景及概述[1][2]

聚异戊二烯橡胶是由异戊二烯单体在催化剂作用下,通过本体聚合或者溶液聚合制得的一种重要合成橡胶。在顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶中,按其顺式-1,4-结构含量又可细分为高顺式聚异戊二烯橡胶和中顺式聚异戊二烯橡胶;按引发体系可以分为锂系聚异戊二烯橡胶、钛系聚异戊二烯橡胶和稀土系聚异戊二烯橡胶等。聚异戊二烯橡胶(主要指高顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶,简称异戊橡胶,IR)的微观分子结构接近于天然橡胶(NR),如三叶胶、银菊胶等,故又俗称合成天然橡胶。聚异戊二烯橡胶具有与NR相似的化学组成、立体结构和力学性能,具有良好的原胶强度性能、粘性、耐老化性能和回弹性能,是替代NR制造轮胎的重要原料,还可以用于生产输送带、胶管、胶带、海绵、胶粘剂、电线电缆、胶鞋、运动器械、机械制品以及医用材料等。它可以单独使用,也可以与NR或其他合成橡胶并用。

形状

制备[1]

1)制备工艺

1,4-反式聚异戊二烯橡胶多采用本体聚合法,而使用的催化体系是负载钛系催化剂,原因是其生产成本低、催化活性高和黏度低,整个过程无三废排放,可减少对于环境的污染。

2)催化剂

研究表明,二烯烃的聚合只会生成反式1,4结构,钒催化体系对于合成1,4-反式聚异戊二烯橡胶有特别效应。而该催化体系主要由钒族过渡金属与ALR3(ALR3CL)组成,其聚合的反式结构可达91%~99%。采用钒系的氯化物来聚合反式结构时,对于不同的钒组分含量,1,4-反式聚异戊二烯橡胶的结构相似,但是含量随着钒组分变化而依次降低。常用的主催化剂有VCL3和VOCL3。钛系催化体系对于聚合高顺式聚异戊二烯非常有效,但在催化聚合反式结构时,其易受到AL/Ti的比值、溶剂等诸多因素的影响。

性能[3]

1,4-反式聚异戊二烯橡胶即合成杜仲橡胶,又称古塔波橡胶、巴拉塔橡胶,由异戊二烯定向聚合而成,是异戊橡胶(IR)和NR的同分异构体。在室温下,1,4-反式聚异戊二烯橡胶结晶性能较高,形成的球形超结晶结构具有高度规整性,属于结晶型聚合物,其硬度、拉伸强度高,呈塑料或硬质橡胶状态。相比顺式结构的无规胶团聚集,反式结构更适合通过规则堆集来结晶。其次,由于1,4-反式聚异戊二烯橡胶的不饱和双键密度与NR相同,硫化并充分的交联后,即成为弹性体。1,4-反式聚异戊二烯橡胶的滚动阻力小,生热性低,多用于轮胎制造。

主要参考资料

[1] 我国聚异戊二烯橡胶的开发和应用前景

[2]  聚异戊二烯胶乳及其应用现状

[3] 聚异戊二烯橡胶的合成与改性研究进展