硅烷化乳聚丁苯橡膠的制備及結(jié)構(gòu)和性能研究.pdf

1、本論文分別采用溶液法和反應(yīng)加工方法制備了兩種硅烷官能化改性乳聚丁苯橡膠:硅氫化加成乳聚丁苯橡膠(HSi-ESBR)和硅烷化改性乳聚丁苯橡膠(Si-ESBR)。
　　 硅氫化加成丁苯橡膠(HSi-ESBR)采用溶液方法,以甲苯為溶劑,三苯基磷氯化銠(RhCl(PPh3)3)為催化劑,三乙基硅烷(Et3SiH)為改性劑,反應(yīng)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于100℃水浴中進(jìn)行。采用紅外光譜(FTIR)、核磁氫譜(1HNMR)及核磁碳譜(13CNMR)對(duì)

2、產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,測定了產(chǎn)物的凝膠含量、分子量及分子量分布。發(fā)現(xiàn)硅氫化反應(yīng)只發(fā)生在丁苯橡膠的乙烯基雙鍵。得到了RhCl(PPh3)3、Et3SiH用量以及乙烯基[C=C]雙鍵含量和硅氫化反應(yīng)程度(ξ)的關(guān)系,結(jié)果表明,當(dāng)RhCl(PPh3)3:Et3SiH:[C=C]=0.15:115:115(mol/mol/mol)時(shí),HSi-ESBR的硅氫化反應(yīng)程度(ξ)可達(dá)到63％。考察了炭黑、白炭黑填充混煉膠和硫化膠的門尼粘度、硫化特性及力

3、學(xué)性能隨硅氫化反應(yīng)程度(ξ)的變化。發(fā)現(xiàn)當(dāng)ξ達(dá)到63%時(shí),硅氫化改性的丁苯橡膠具有更大的硫化反應(yīng)程度、大大降低的滾動(dòng)阻力,tanδ值由原來的0.193下降到0.130,低的壓縮生熱,比未改性的ESBR降低30%。表明-CH2CH3Si基團(tuán)的引入促進(jìn)了硫化劑、促進(jìn)劑在橡膠基體中的分散從而提高了硫化反應(yīng)程度,交聯(lián)密度由11.72×10-5提高到29.96×10-5(mol·cm-1以)。進(jìn)行了RPA和DMTA測試,發(fā)現(xiàn)HSi-ESBR的Pa

4、yne效應(yīng)明顯低于未改性ESBR,采用SEM對(duì)硫化膠進(jìn)行了斷面觀察,發(fā)現(xiàn)硅烷基團(tuán)的引入改善了炭黑和白炭黑在HSi-ESBR基體中的分散性,從而導(dǎo)致低的Payne效應(yīng)。
　　 硅烷化改性乳聚丁苯橡膠(Si-ESBR)采用反應(yīng)加工方法,以氫化鈉(NaH)為活性劑,三乙基氯硅烷(Et3SiCl)為改性劑,在Haake轉(zhuǎn)矩流變儀中進(jìn)行。考察NaH和Et3SiCl用量、反應(yīng)時(shí)間對(duì)門尼粘度、硫化特性及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,采用反應(yīng)加工方