钒系反式14聚异戊二烯及其共聚物制备和性能的研究

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1、钒系反式一1，4．聚异戊二烯及其共聚物的制备和性能的研究摘要本论文采用实验室自制VCl3．Al(i．13u)3．TiCl4三元催化体系催化合成反式一1，4．聚异戊二烯(TPI)和反式一1，4．异戊二烯一丁二烯共聚物(TPBI)。探讨分析了共聚组分的加入对TPI结晶性能、加工流变性、动态力学性能以及混炼胶力学性能的影响。采用核磁共振氢谱(1H．NMR)，红外光谱(FT-IR)研究聚合产物的微观结构，采用差示扫描量热法(DCS)测试聚合物的温度转变、非等温结晶动力学，使用X射线衍射法(xRD)测试结晶度，通过偏光显微镜(POM)观察聚合物的结晶形态，并通过橡胶

2、加工分析仪RPA2000测试胶料的动态力学性能。对比分析实验制得的TPI与TPBI的结晶性能，加工流变性，力学性能，结晶动力学等各项性能。研究结果表明：使用钒系催化体系催化聚合反应，可成功制备反式．1，4．异戊二烯(TPI)和反式．1，4．异戊二烯．丁二烯共聚物(TPBI)，所得共聚物TPBI的玻璃化转变温度Tg、结晶熔融焓(AHc)、结晶度均低于TPI，二者的结晶形态均为球晶，TPBI结晶较小且不均匀，存在明显的孔洞缺陷，结晶较不完善。非等温结晶过程中，随着降温速率的增大，聚合物的结晶放热峰向低温方向移动，峰形变宽。相同降温速率下，TPBI结晶出现较晚，

3、结晶峰宽且小。通过计算获得TPI的结晶活化能△E(TPI)=61．194KJ／mol，TPBI的结晶活化能△E(TPBI)=72．722KJ／mol，TPBI结晶需克服更大的能垒，结晶更困难。采用幂律方程描述聚合物的加工流变性，结果表明，使用TPBI代替TPI与NR共混，混炼胶的非牛顿指数m下降，胶料的非牛顿性增强，橡胶特性更明显。并且TPBIfNR并用胶门尼粘度值更小，胶料转矩值下降，可塑性提高，加工性能得以改善。力学测试结果表明，使用TPBI代替TPI与NR共混，并flTPBI用量为20pph时，胶料的拉伸强度，耐磨性等力学性能均提高，撕裂强度提高明显

4、，力学性能更优。采用橡胶；0D-r-分析仪进行频率扫描、应变扫描和温度扫描，结果显示TPBUNR并用胶的储能模量、损耗模量和损耗因子均大于TPI／NR并用胶。关键词：钒系催化剂反式聚异戊二烯共聚结晶加工流变性STUDYONPROPERTIESOFTRANS．POLYISOPRENEANDCOPOLYMERSYNTHESIZEDBYVANADIUMCATAIⅣSTSYSTEMABSTRACTTrans-1，4-polyisoprene(TPI)andtrans-1，4-isoprene-butadienecopolymer(TPBI)wereprepared

5、byVCl3-Al(i-Bu)3一TICl4catalystsystemsynthesizedbyourselves．Thechangesincrystallineproperties，processingrheology,dynamicmechanicalpropertiesaswellasmechanicalpropertiesofpolymerbycopolymerizedwithbutadienewerestudiedinthispaper．Polymermicrostmcturewascharacterizedaccordingtothe1H-N

6、MRspectraandFouriertransforminfraredanalysis(FT-IR)．Temperaturetransitionandnon-isothermalcrystallizationkineticsweretestedbydifferentialscanningcalorimetry(DSC)whilecrystallinedegreewasmeasuredbyX—RayDiffraction(XRD)．Alsothecrystallinemorphologyofpolymerwasobservedinpolarizingmic

7、roscope(POM)．WecouldtestthedynamicpropertiesofbothsampleswithRPA2000．Therefore，thecrystallineproperties，processingrheologyperformancesaswellasdynamicmechanicalpropertiesofTPIandTPBIpreparedcouldbecomparedandanalyzed．Thentheresultsasfollowswereobtained：theuseofvanadiumcatalystsyste

8、mwasprovedtobeeffectiveintheprepa