三元共聚物聚合物组成影响因素研究.pdf

第 41卷 第5期 化 工 技 术 与 开 发 V0l_41 No．5 2012年 5月 Technology DevelopmentofChemicalIndustry Mav．2012 三元共聚物的聚合物组成影响因素研究 胡育林 ，梁 滔，李 波，赵志超，李 晶 (中国石油兰州化工研究中心合成橡胶研究所 ，甘肃 兰州 730060) 摘 要：通过在丁苯乳液聚合过程中加入第三单体异戊二烯得到苯乙烯一异戊二烯一丁二烯三元共聚物，并通过 改变实验条件研究了聚合转化率 、聚合温度、引发剂用量、调节剂用量和单体配比等因素对聚合物组成的影响。结 果表明，聚合时各单体投入量是影响聚合物组成的主要因素；其次，转化率的升高和聚合温度的升高会导致聚苯乙 烯含量增加和聚异戊二烯含量减少。 关键词：三元聚合物；聚合物组成；核磁 中图分类号：TQ316．33+4 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2012)05-0003-03 丁苯橡胶(SBR)是 1，3一丁二烯和苯乙烯的共聚 通人夹套控制反应温度，双层斜叶桨式搅拌，转速 物，按聚合方式可分为乳液聚合丁苯橡胶和溶液聚 0～1200r·min一。核磁共振仪 INOVA400NMR型， 合丁苯橡胶两大类，超过50％的丁苯橡胶用于轮胎 用于计算共聚物组成。 制造中。由于溶聚丁苯橡胶具有较好的抗湿滑l生和 1．3 试验方法 较低的滚动阻力，因此其在高性能轮胎制造中占有 聚合试验在 15L聚合釜中进行，将配制好的水 更大的优势。但溶聚丁苯橡胶采用阴离子聚合制备， 相(包括乳化剂、扩散剂、电解质和水等)、活化相溶 对原料纯度要求较高，且聚合条件苛刻，所用大量有 液、调节剂溶液等注入聚合釜中，上好釜盖，通人氮 机溶剂易造成环境污染，因此研究者开始着手在乳 气试压，确认无泄露后，用氮气置换 3次，再经抽真 液丁苯橡胶聚合基础上加入第三单体来改善丁苯橡 空排氧及化学脱氧后，加入混合单体。启动聚合釜 胶的性能，这在提高乳聚丁苯橡胶的综合性能研究 搅拌器，向聚合釜夹套通人冷却水，待釜温冷却至 方面已取得了一些进展 [1-3]o由于异戊二烯具有较 聚合反应温度后，加入激发剂溶液，开始计算聚合时 好的链段柔顺性，在乳聚丁苯橡胶中加人异戊二烯 间。维持聚合反应温度恒定，定期取样测定聚合转 单体得到的三元橡胶SIBR4[】，在降低滚动阻力的同 化率。达到所需转化率时，加入终止剂，继续搅拌 时，增加了湿抓着力，改善了抗湿滑性，弥补了其他 10～20min保证反应完全终止，取样测最终转化率 ， 橡胶的不足。 出料即得E—SIBR胶浆。 本文通过乳液聚合方法合成了苯乙烯 一异戊二 胶乳凝聚，首先将胶乳用蒸汽加热至4O～6O℃， 烯一丁二烯三元橡胶(SIBR)，并详细研究了聚合过 然后加人盐水、2％硫酸溶液凝聚至pH为3～5，最 程中聚合物组成的影响因素。 后洗涤、干燥得 E—SIBR白胶。 1 实验部分 2 结果与讨论 1．1 试验原料 2．1 转化率对共聚物组成影响 丁二烯浓度99．5％、苯乙烯浓度 99．6％，异戊二 在不同转化率时取样 ，对得到的聚合物进行 烯99．3％，歧化松香酸皂(去氢枞酸≥45％)，脂肪酸 H．NMR表征，并计算共聚物组成。从图 1中可以 皂(皂化值209)，引发剂(纯度45％)，叔十二碳硫 看到，聚合时间在 8～lOh，转化率达到60％～70％。 醇(纯度97％)，刁白块 (纯度99％)，乙二胺四