高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶在轿车轮胎带束层中的应用研究

研究了高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)的生胶性能及其在轿车轮胎带束层中的应用。结果表明,随丁二烯单体单元含量增加,TBIR生胶的玻璃化转变温度、结晶熔融焓、生胶强度和硬度逐渐降低。硫化胶性能测试表明,TBIR硫化胶的定伸应力、回弹性能以及耐老化性能优于NR硫化胶,TBIR-40硫化胶的拉伸强度和撕裂强度明显高于NR硫化胶。采用10~30份TBIR取代NR应用于轿车轮胎带束层配方,并用硫化胶拉伸强度、拉断伸长率、撕裂强度和钢丝帘线抽出力处于较高水平,定伸应力、硬度、回弹性能和耐老化性能较对比胶提高,含TBIR的轮胎带束层胶料具有更加优异的综合性能。DMA结果表明,NR与TBIR相容性较好,NR/TBIR并用硫化胶具有更低的内耗。TEM结果表明,NR/TBIR并用胶具有较好的填料分散性。     

反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶改性的高性能轿车轮胎胎面胶的结构与性能

研究了新一代合成橡胶-反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)在高性能轿车轮胎胎面胶(溶聚丁苯橡胶/顺丁橡胶(SSBR/BR))中的应用及SSBR/BR/TBIR共混胶的结构与性能.结果表明,相对于无定型的SSBR和BR,TBIR由于具有一定的结晶性而呈现出较高的生胶强度、模量和韧性.但相比反式聚异戊二烯(TPI),由于丁二烯单体单元的引入降低了聚合物链的结构规整性,TBIR的结晶熔融焓、熔点和玻璃化转变温度均明显降低.采用10~20份TBIR与SSBR/BR并用改性,同时加入30份炭黑和45份白炭黑,SSBR/BR/TBIR混炼胶的格林强度和定伸应力提高,焦烧时间(tc10)和工艺正硫化时间(tc90)基本保持不变.SSBR/BR/TBIR混炼胶经过150oC硫化反应,制备的硫化胶物理机械性能优异,抗拉伸疲劳性能提高4.6~6.3倍,压缩强度提高21.4%~23.1%,耐磨耗性能提高10.8%~15.1%,耐湿滑性能提高13.6%~40.4%,滚动阻力维持不变.填料分散仪和透射电镜(TEM)结果表明,相比SSBR/BR硫化胶,SSBR/BR/TBIR硫化胶填料分散度提高7.3%~14.9%,填料聚集体平均尺寸降低1.4~2.7μm.可结晶的TBIR的高生胶强度及模量可显著抑制混炼胶中填料的聚集,改善硫化胶中填料的分散性,最终贡献于SSBR/BR/TBIR硫化胶优异的抗拉伸疲劳性、高的耐磨性、抗湿滑性、压缩强度、定伸模量等性能,TBIR是应用于高性能轿车轮胎胎面胶的一种理想新合成橡胶.     

TBIR应用于航空胎侧胶的热氧老化性能

研究了反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)应用于航空轮胎胎侧胶[天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)/TBIR]的耐热氧老化性能. 结果表明, 与NR/BR硫化胶相比, 10~20份质量的TBIR取代BR后, NR/BR/TBIR硫化胶的交联密度明显提高, 压缩温升降低2.2~3.4 ℃, 耐屈挠疲劳性能提高约100%, 填料分散性改善, 填料团聚体体尺寸减小, 拉伸性能基本不变. 随热氧老化时间延长, 硫化胶的交联密度先增加后降低, 并用TBIR的硫化胶交联密度在老化48 h后趋于平缓. 与NR/BR相比, 老化后的NR/BR/TBIR硫化胶生热最低, 耐屈挠疲劳性最高.     

环保芳烃油填充改性反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶的研究

采用不同份数(0~15phr)的环保芳烃油(TDAE)改性反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR),研究了充油份数对TBIR胶、TBIR混炼胶及硫化胶性能的影响。结果表明,随充油份数的增加,TBIR胶和TBIR混炼胶的门尼粘度降低,混炼胶挤出物外观形貌改善,Payne效应减弱。充油改性TBIR硫化胶(5~10份TDAE)耐裂口引发性提高23倍以上,损耗降低,撕裂性能提高,硬度下降,拉伸强度及定伸模量基本不变;TEM测试表明,充油改性TBIR硫化胶的炭黑分散性改善;DSC测试表明,硫化胶中存在TBIR的微弱结晶熔融峰。环保芳烃油的充油份数为10phr时,胶料综合性能最好。     

高耐磨低生热NBR/TBIR复合材料的结构与性能

采用高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)对丁腈橡胶(NBR)进行改性, 制备了高耐磨、 低生热输送轮用白炭黑填充的NBR/TBIR橡胶纳米复合材料. 研究了NBR/TBIR橡胶纳米复合材料的交联密度、 物理力学性能及填料分散性, 探讨了材料的结构对性能的影响. 研究结果表明, 与纯NBR相比, NBR/TBIR橡胶纳米复合材料的硫化速率和交联密度随TBIR用量的增加而增大; 在保持NBR硫化胶基本力学性能、 耐老化性能和耐溶剂性能基本不变的前提下, TBIR的加入使NBR/TBIR硫化胶的耐磨性提高15%, 动态压缩生热降低5%, 动态压缩永久变形降低22%, 白炭黑分散水平提高; 与丁腈橡胶/顺丁橡胶[NBR/BR(80/20), 质量份数比]硫化胶相比, NBR/TBIR(80/20, 质量份数比)硫化胶具有更低的动态压缩生热和动态压缩永久变形及更好的填料分散性.     

TBIR改性BIIR/NR共混物的结构与性能

研究了新型合成橡胶——高反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)对全钢轮胎气密层并用橡胶——溴化丁基橡胶(BIIR)/天然橡胶(NR)(质量比70/30)的改性作用,探讨了BIIR/NR/TBIR共混物的交联密度、填料分散性及力学性能,特别是并用硫化胶的气密性及屈挠疲劳性能等.结果表明,与无定型的BIIR和NR相比,结晶性TBIR的引入提高了炭黑填充的BIIR/NR/TBIR混炼胶的强度和模量,且随着TBIR用量的增大,混炼胶中TBIR的结晶熔融峰更明显,混炼胶的强度与模量显著提高.硫化特性结果表明,随着TBIR用量的增大,BIIR/NR/TBIR共混物的硫化速率略有提高,交联密度略有降低;TBIR用量为10~30份(生胶总质量的10%~30%)时,BIIR/NR/TBIR硫化胶在机械性能基本保持不变的情况下,耐热氧老化性能提高10%以上,耐一级屈挠疲劳性能提升2~5倍,气密性提高17%.炭黑分散结果表明,经过动态疲劳实验BIIR/NR硫化胶中炭黑聚集体的平均粒径增大至11.5μm,明显大于BIIR/NR/TBIR硫化胶中炭黑聚集体的平均粒径.对含TBIR硫化胶在周期性应力应变过程中的结构演变及对耐疲劳裂纹引发性能的影响机制进行了探讨,结果表明,TBIR可改性BIIR或者BIIR/NR制备高抗裂口引发的全钢轮胎气密层材料.     

反式丁戊橡胶改性航空轮胎侧胶的结构与性能

采用反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶（简称反式丁戊橡胶,TBIR）改性航空轮胎侧胶[天然橡胶（NR）/顺丁橡胶（BR）（质量比80/20）],研究了NR/BR/TBIR混炼胶的结晶行为、力学性能、硫化特性及硫化胶的物理机械性能、动态力学性能和填料分散性.结果表明,相比NR/BR并用胶,结晶性TBIR的并用赋予NR/BR/TBIR混炼胶较高的格林强度和杨氏模量.NR/BR/TBIR混炼胶工艺正硫化时间延长,交联密度提高.TBIR用量范围内,NR/BR/TBIR硫化胶300%定伸应力提高7%,耐屈挠疲劳性能提高35%~50%,滚动阻力降低.m（NR）/m（BR）/m（TBIR）为80/10/10硫化胶具有更好的综合力学性能及耐热氧老化性能.随着硫化时间的延长,NR/BR/TBIR（80/10/10）硫化胶较NR/BR（80/20）硫化胶100%定伸应力提高18%以上,NR/BR体系的耐屈挠疲劳性降低近60%,而NR/BR/TBIR（80/10/10）体系仍能保持原来的50%;反映滚动阻力的60℃损耗因子降低8%~14%,反映抗湿滑性的0℃损耗因子保持不变.填料分散度得到改善,填料聚集体尺寸降低.NR/BR/TBIR（80/10/10）硫化胶具有更好的耐长时间硫化的特性.     

高疲劳寿命氯丁橡胶基减振材料的结构与性能

以氯丁橡胶(CR)为基体材料, 将新型反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)引入传统CR减振基体中, 探讨TBIR在减振材料中的应用前景. 研究发现, 随着TBIR用量的增加, CR/TBIR混炼胶的强度及模量明显提升; CR/TBIR硫化胶的拉伸强度、 撕裂强度、 压缩永久变形、 动静刚度比及耐疲劳性能均得到改善, 特别是一级疲劳寿命提高了50%~400%(未填充体系)及40%~180%(填充体系), 六级疲劳寿命提高了60%~500%(未填充体系)及30%~120%(填充体系). 与未填充CR/TBIR硫化胶相比, 填充CR/TBIR硫化胶由于炭黑补强作用及填料-聚合物相互作用的引入, 屈挠疲劳寿命、 撕裂强度及拉伸性能均显著提高. 与填充CR硫化胶相比, 填充CR/TBIR质量比为90/10的并用胶能够在保持硫化胶的损耗因子基本不变的基础上, 实现综合性能的平衡提升.     

丁二烯-异戊二烯嵌段共聚物的分子量表征

稀土络合催化体系用于丁二烯-异戊二烯的定向聚合研究在我国已取得了显著成绩,但有关分子量测试工作却很少研究。关于该催化体系合成的高顺式1,4-丁二烯-异戊二烯嵌段共聚物的分子量表征工作未见报道。本文采用GPC和[η]测定方法表征了丁二烯-异戊二烯嵌段共聚物的分子量。     

苯乙烯-异戊二烯/丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的热裂解色谱-质谱分析

苯乙烯-异戊二烯/丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的结构如下:     

苯乙烯-异戊二烯-丁二烯三元集成橡胶的合成、表征及性能研究

以正丁基锂为引发剂、环己烷-己烷混合溶剂为溶剂,采用二元结构调节剂,对S-SIBR(溶液苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚物)三元共聚进行了研究,考察了不同单体含量,以及苯乙烯微嵌段含量对SIBR性能的影响.在500 L全流程中试装置中采用湿法充油技术批量制备了充油型集成橡胶,对充油集成橡胶的结构、性能以及在轮胎中的应用进行了研究.结果表明,充油型SIBR的混炼行为、硫化速度、机械性能、滚动损失及抗湿滑性能均较优异,机械性能完全符合轮胎胎面胶的性能要求,并且具有优异的抗湿滑性和滚动阻力,是一种理想的轮胎胎面材料.     

聚乙烯-聚异戊二烯两嵌段共聚物的合成和表征

以正丁基锂为引发剂,阴离子聚合合成了聚丁二烯-聚异戊二烯两嵌段共聚物,然后以2-乙基己酸钴/三乙基铝配位络合催化体系,将其中丁二烯段进行选择性氢化,制备了聚乙烯-聚异戊二烯两嵌段共聚物.对这两种嵌段产物分别用红外光谱、GPC,粘度法、DSC、X-射线衍射和动态力学谱等方法进行了表征.     

反式异戊橡胶釜内合金的分级与表征

采用等温结晶分级的方法对由负载钛型Ziegler-Natta催化剂在中试装置中催化合成的具有不同丁二烯单体单元含量的反式异戊橡胶釜内合金(TPIR-05,TPIR-10)进行有效分级,并通过13C NMR,GPC,DSC,XRD等方法表征了主要级份的微观结构、丁二烯单元含量(F_(Bd))、分子量(Mw)及其分布(M_w/M_n)、热行为及晶型等.结果表明反式异戊橡胶合金由7种级份(A~G)组成,级份C,D,G为合金TPIR-05的主要级份,级份A~D,G为合金TPIR-10的主要级份. A级份是具有高丁二烯含量(F_(Bd)=22. 4%,摩尔分数)的TPI/TPB多嵌段梯度共聚物; B和D级份是具有低丁二烯含量(FBd=2. 7%~6. 5%)的以长TPI链段为主的多嵌段共聚物; C级份为反式-1,4聚异戊二烯; G级份是一种高丁二烯单元含量(F_(Bd)=15. 6%~20. 4%)的无规共聚物并含有微弱的结晶性.基于上述链结构分析,提出了各级份可能的分子链结构模型.     

TBIR改性氯丁橡胶的结构与性能研究

氯丁橡胶(CR)作为极性合成橡胶具有优异的阻燃性、耐热性、耐候性及耐化学品性,但存在加工性能差、耐疲劳性能不理想等问题。而采用新型反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(TBIR)改性CR,可大幅度提高材料的综合性能,特别是耐疲劳性能显著改善。基于CR与TBIR的极性有较大差异且硫化体系及硫化机理不同,本文采用母炼胶共混法制备了不同质量比的CR/TBIR共混物,系统研究了CR/TBIR共混物的交联结构、相态结构及其对力学性能的影响。研究发现,随着TBIR用量增加,CR/TBIR共混物的交联密度逐渐增大,含10～20质量份TBIR的CR/TBIR共混物的交联密度较CR增加约20～30%;CR/TBIR=90/10共混物中TBIR以小于300nm的"海岛相"结构均匀分布在CR基体中。由于加入TBIR后CR/TBIR共混物的交联结构与相结构发生明显变化,CR/TBIR共混物的拉伸强度、拉断伸长率及压缩永久变形等较CR均有所改善,且疲劳性能显著提高:CR/TBIR共混物的一级疲劳次数是CR的1.5～2.2倍,六级疲劳次数是CR的2～4.6倍。     

天然橡胶/稀土顺丁橡胶/反式丁戊橡胶并用高性能缺气保用轮胎胎侧支撑胶的结构与性能

研究了三种丁二烯结构单元含量和门尼粘度不同的反式丁戊橡胶(TBIR)改性天然橡胶/稀土顺丁橡胶(NR/Nd-BR)并用高性能缺气保用轮胎胎侧支撑胶的结构与性能。结果表明,相比NR/Nd-BR(50/50)并用混炼胶,NR/Nd-BR/TBIR(45/45/10)并用混炼胶的Payne效应明显降低,填料网络结构明显削弱。填料分散度仪表明TBIR明显改善了炭黑在NR/Nd-BR并用橡胶基体中的分散,动态热机械性能分析仪(DMA)表明TBIR明显改善了NR与Nd-BR之间的相容性。NR和Nd-BR相容性的改善以及炭黑在橡胶基体中分散性的改善致使含TBIR的缺气保用轮胎胎侧支撑胶在力学强度基本不变的前提下,耐疲劳性能明显提高,滚动阻力和压缩生热降低。     

微量PEO-PS-PEO/PEO共混体系结晶过程中共聚物胶束的成核作用

本工作将Leibler等近期关于含非晶两嵌段共聚物“稀固体溶液”的胶束理论推广并应用到含结晶三嵌段共聚物的“稀固体溶液”.对微量聚氧化乙烯-聚苯乙烯-聚氧化乙烯三嵌段共聚物/聚氧化乙烯均聚物共混体系的结晶行为进行了研究.结果表明,共聚物胶束在共混体系的结晶过程中可以起到成核剂的作用.这对改善结晶均聚物的性能具有一定的应用价值.     

微量PEO-PS-PEO/PEO共混体系结晶过程中共聚物胶束的成核作用

 本工作将Leibler等近期关于含非晶两嵌段共聚物“稀固体溶液”的胶束理论推广并应用到含结晶三嵌段共聚物的“稀固体溶液”.对微量聚氧化乙烯-聚苯乙烯-聚氧化乙烯三嵌段共聚物/聚氧化乙烯均聚物共混体系的结晶行为进行了研究.结果表明,共聚物胶束在共混体系的结晶过程中可以起到成核剂的作用.这对改善结晶均聚物的性能具有一定的应用价值.     

用双锂引发剂制备热塑弹性体S(IB)S

苯乙烯-二烯烃热塑弹性体(SDS)是橡胶代用品和热熔压敏胶的主体材料。其粘接强度低、耐老化性差常需配以增粘剂、防老剂。苯乙烯．异戊二烯嵌段共聚物(SIS)性能比SBS和EvA优越,我国异戊二烯原料不足、价格较高。以正丁基锂为引发剂的热塑弹性体S(IA)S性能与SIS相近。本文以有机双锂为引发剂、苯乙烯、丁二烯和异戊二烯为共聚单体,采用两步加料法合成热塑弹性体S(IB)S,对其结构、性能进行了表征。     

基于聚异戊二烯嵌段共聚物的研究进展

含异戊二烯结构单元的嵌段共聚物,以其优异的性能,在自组装材料和纳米尺寸材料等领域得到了日益广泛的关注和研究。本文从合成的角度出发,系统地综述了聚异戊二烯嵌段共聚物的制备方法,特别介绍了基于聚异戊二烯嵌段合成的阴离子聚合以及活性自由基聚合中的氮氧自由基聚合(NMRP)、可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)、原子转移自由基聚合(ATRP)等聚合方法。以可控聚合为基础的多种聚合技术综合运用是制备聚异戊二烯嵌段共聚物未来的发展方向。     

含反-1,4聚丁二烯链段的顺-1,4聚丁二烯橡胶的合成、鉴认和性能

顺-1,4聚丁二烯橡胶是合成橡胶中的第二大品种,具有耐磨、生热低等优点,是轮胎胎面胶的重要组成部分。本工作研究了含量少反-1,4聚丁二烯链段的顺-1,4丁二烯橡胶的合成、鉴认及其生胶、母胶和硫化胶的性能。