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1、辐射研究学报(彭静)*丫辐照竣基丁苯胶乳的研究彭静1,张晓红2,乔金梁2,魏根栓1(1北京大学化学学院应用化学研究所，北京，100871；2中国石化集团公司北京化工研究院，北京，100013)摘要木文主要研究了以丙烯酸异辛酯为交联敏化剂，Y辐照对竣基丁苯胶乳(CSBRL)的交联行为，粒径大小、分布以及化学结构和热性能的影响，并推测了CSBRL辐射硫化的反应机理。研究结果表明，剂量率对CSBRL的交联行为影响不大；随着吸收剂量增大，体积溶胀度迅速减小，交联点间平均分了量减小而交联密度急剧增大。交联密度随着敏化剂用量增加而增大。动态光散射仪的测试表明，吸收剂量小于25kGy时，胶乳的流体力学半
2、径与辐照前相比变化不大，当吸收剂量增大到102kGy时，流体力学半径与辐照前相比稍有增加。显微傅立叶红外光谱证实CSBRL不仅被辐射交联，还接枝上了丙烯酸酯。DSC分析表明，未加敏化剂的CSBRL玻璃化温度随剂量增加变化不大，而加入3%敏化剂的CSBRL的DSC曲线变化很大。关键词Y辐照，竣基丁苯橡胶乳液，交联，结构竣基丁苯胶乳(CSBRL)由于具有优良的干胶机械强度和良好的物理分散性能[12],以及较强的粘结能力而被广泛地应用在造纸、地毯、印刷和建筑等行业。为了开发竣基丁苯胶乳在塑料改性中的应用，我们利用丫辐照的方法成功地将其制成全硫化的超细粉末橡胶，并将其应用到尼龙6的改性中，取得了比
3、普通块状橡胶增韧尼龙6更好的增韧效果，详细内容另见文章报道。由于在聚合物的高能辐射过程屮主耍存在以下两种效应:交联和裂解。这两个过程往往是同时存在的，但有主次之分，因此聚合物大致可被分为交联型和裂解型两种［3］。对于乙烯基类单体形成的高聚物如聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）等，辐射效应以交联为主，而绝大多数的合成橡胶如丁苯橡胶（SBR）、顺丁橡胶（BR）和乙丙橡胶（EPDM）等属于交联型高聚物。由于CSBRL是以丁二烯、苯乙烯及少量竣酸（如丙烯酸或甲基丙烯酸等）为单体，经乳液聚合得到的，所以结构与SBR类似，也应属于辐射交联型聚合物。为了在较低的剂量下得到较高的辐射交联度，许多研究发现加入单
4、官能团丙烯酸酯（异辛酯和丁酯）⑷和多官能团单体⑸对胶乳辐射硫化有很好的促进作用。有关CSBRL辐射硫化的研究还未见报道，本文主要研究了以丙烯酸异辛酯卜0A）为交联敏化剂，Y辐照对竣基丁苯胶乳的交联行为，粒径大小、分布以及化学结构和热性能的影响。，1.实验材料和方法1.1主要原料与试剂竣基丁苯胶乳：牌号为XSBRL—541,苯乙烯含量为52%,竣酸加入量为5%,乳液固含量为50%,北京燕山石化公司产品。丙烯酸异辛酯，甲苯：分析纯，市售。1.2胶乳的Y辐照称取一定量的胶乳，加入不同比例的交联敏化剂。电动搅拌lh,静置一段时间后进行Y射线辐照，辐照剂量范围为0-100kGyo辐照源为60Co,辐
5、照剂量率通过Fricke剂量计来标定。1.3测试与表怔溶胀度的测定：将未辐照和辐照后的胶乳在室温下口然干燥成胶膜。取0.2g左右的胶膜浸于一定量的甲苯中，室温下溶胀一定时间，达到溶胀平衡后，取出凝胶，立即用滤纸吸干凝胶表面的溶剂，准确称量溶胀后的质量，再将其放T60°C烘箱屮干燥至恒重，测其质量。利用下式计算凝胶的*“九•五”重点攻关项目资助体积溶胀度Qv,Qv=(W2-Wl)/Wl(pr/ps)式中，W2为溶胀后凝胶质量，W2为溶胀前凝胶质量，PGPS分别为橡胶和溶剂的密度，本文屮橡胶密度为1.05g/cm3,甲苯密度取为0.870g/cm3o交联密度的计算[6]：4)r=l/(Qv+l
6、)Mc=-prVl(4)rl/3-4)r/2)/{ln(l-(
7、)r)+枷+口枷2}Ve=prN/Mc式中，er为溶胀凝胶中聚合物的体积分数，Me为橡胶中交联点间的平均分子量，VI为溶剂的摩尔体积(查得甲苯的摩尔体积为105.9cm3/mol[7]),U为溶剂与橡胶的相互作用参数(本文U=0.27⑻)，Ve为橡胶的交联密度，N为阿佛加德罗常数。胶乳粒径大小和分布的测定：在北京大学化学与分子工程学院自制的动态激光光散射仪上测定胶乳粒径大小和分布变化。散射光波长为514.5nm，测试温度为25°C,散射角为90°。FTIR测定:将未辐照的CSBRL经无水CaCI2沉降成颗粒，辐照后的CSBRL
8、经干燥后成粉末橡胶。釆用NicoletIR750型傅立叶显微红外仪测试辐照前后CSBR橡胶的化学结构，扫描次数为280次，分辨率为4cm-loDSC测定：所用仪器为DuPont1090B,升温速率为10°C/min,测量范围为-100°C—100°C,采用N2保护。2.结果与讨论2.1Y辐照条件对胶乳交联行为的影响恒定交联敏化剂的用量，将CSBRL以不同剂量率辐照25kGy,考察吸收剂量率对其体积溶胀度的影响(见图1),
