钴系催化剂催化丁二烯—苯乙烯共聚动力学研究

合成高顺-1,4-丁苯胶的催化剂主要是镍、钴、钛系3类。钴系催化剂基本上是三元体系,也有加入添加剂(含N,O,S化合物)的多元体系。该体系的特点是,共聚物顺1,4含量高(～98％),分子量大。但苯乙烯的共聚活性低,有均聚苯乙烯和凝胶形成。本文以Co(nap)_2-Al_2Et_3Cl_3进行了丁苯共聚的动力学研究。     

以高顺式聚丁二烯为软段的三嵌段共聚物的制备

从高顺式端羟基聚丁二烯(HTPB)出发,分别以ε-己内酯和苯乙烯为单体合成了2类以高顺式聚丁二烯为软段的三嵌段共聚物.以高顺式HTPB为大分子引发剂、辛酸亚锡为催化剂,引发ε-己内酯的开环聚合,合成了聚己内酯-b-聚丁二烯-b-聚己内酯三嵌段共聚物(CLBCL);通过高顺式HTPB末端羟基与2-溴代异丁酰溴(BBi B)间的酯化反应制备了ATRP大分子引发剂(Bi B-PB-Bi B),进而引发苯乙烯进行电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)反应,合成了聚苯乙烯-b-聚丁二烯-b-聚苯乙烯三嵌段共聚物(SBS),反应具有较好的可控性,产物分子量分布较窄.通过红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)和碳谱(13CNMR)、热重分析(TGA)和示差扫描量热分析(DSC)等对所制备共聚物的结构和性能进行了测试表征.TGA曲线表明,提高聚己内酯链段的含量,可在一定程度上提高CLBCL共聚物的热稳定性;SBS共聚物的热分解过程表现为一个阶段,与HTPB相比,其热稳定性略有提高.从CLBCL共聚物的DSC曲线上可明显观察到聚丁二烯链段的玻璃化转变温度和聚己内酯链段的熔点;SBS共聚物具有2个玻璃化转变温度,为–104.1和102.4oC,分别对应于聚丁二烯链段和聚苯乙烯链段的玻璃化转变温度.     

聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物链结构的研究

<正> 以丁基锂引发二步加料法制备聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)三嵌段共聚物(简称SBS),往往在共聚物的中间链段聚丁二烯段中含有少量苯乙烯,即中间链段末端含有部份无规丁苯,得不到很纯的三嵌段共聚物,本文用超导核磁共振仪(H~1-NMR)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、粘弹谱仪研究了上述SBS链结构,发现非嵌段苯乙烯芳环质子共振峰由二     

采用反应挤出三次加料法合成苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯

以同向啮合双螺杆挤出机为反应器,采用苯乙烯和异戊二烯为聚合单体,以正丁基锂为引发剂,采用三次加料法合成苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)三嵌段热塑性弹性体.氢核磁共振(1H NMR)谱分析结果表明,共聚物中聚异戊二烯嵌段以1,4-结构为主.采用四氧化锇催化双氧水氧化降解聚合物分子链,利用凝胶渗透色谱对氧化降解后的聚苯乙烯碎片进行分析,证明共聚物分子为(聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯)(PS-PI-PS)三嵌段结构.动态力学分析(DMA)及透射电子显微镜(TEM)分析结果表明,SIS具有两相分离结构.拉伸试验结果表明,共聚物拉伸强度与苯乙烯含量有关.     

异戊橡胶微观序列结构与结晶性能研究

天然橡胶特有的应变诱导结晶能力赋予其优异的力学性能.异戊橡胶作为唯一能够替代天然橡胶的合成橡胶品种,其应变诱导结晶能力受到关注.本文对3种异戊橡胶的微观序列结构进行了分析,并研究了其结晶性能.核磁分析结果表明:3种异戊橡胶的顺-1,4-结构含量差别不大;从1,4-结构单元的键接方式(序列结构)看,SKI-5和YS-IR分子链中顺-1,4-结构单元均以头-尾相接的方式沿分子链排列,不存在头-头键和尾-尾键接方式;SKI-3中约有0.4%~0.5%的1,4-单元采取头-头键接方式,约有0.3%~0.6%的1,4-单元采取尾-尾键接方式;根据定量计算结果,从分子链上1,4-结构单元的序列分布来看,SKI-3的规整性与SKI-5、YS-IR相近或略高.XRD研究结果表明:炭黑填充的天然橡胶硫化胶拉伸至400%以上时发生取向结晶;而炭黑填充的异戊橡胶硫化胶需拉伸至500%以上时才发生取向结晶.基本物理机械性能研究表明:3种异戊橡胶的性能相当,拉伸强度和撕裂强度明显低于天然橡胶;由于结构和组成上的差异,异戊橡胶的结晶能力较天然橡胶差.     

单茂钪催化苯乙烯衍生物与异戊二烯共聚合的研究

研究了单茂钪(C_5Me_4SiMe_3)Sc(CH_2C_6H_4NMe2-o)_2催化异戊二烯(IP)与苯乙烯衍生物对氯苯乙烯(St-Cl)、4-二甲基硅氢苯乙烯(St-Si HMe_2)共聚合的性能,通过NMR、GPC和DSC对所获共聚物的微观结构和热性能进行表征分析.结果表明,在室温氯苯溶剂中,改变IP和苯乙烯衍生物的用量,单茂钪均可以催化IP与St-Cl、St-SiHMe_2共聚合,获得了组成可控(IP含量21 mol%～95 mol%)、高分子量(M_n=3.1×10~4～15.9×10~4)、窄分布(M_w/M_n=1.21～1.92)的IP/St-Cl和IP/St-SiHMe_2两类共聚物,共聚物中IP形成1,4-和3,4-结构单元,苯乙烯衍生物形成间规聚合结构.苯乙烯衍生物取代基的电负性直接影响共聚合活性和共聚物的序列分布.IP与St-SiHMe_2共聚合活性(10~5 g聚合物molSc~(-1) h~(-1))远高于IP与St-Cl共聚合活性(10~4 g聚合物mol Sc~(-1) h~(-1));相同共聚合条件下St-SiHMe_2的插入率高于St-Cl.单茂钪催化IP与St-Cl共聚合获得了梯度共聚物,IP/St-Cl共聚物具有源自聚IP链段的玻璃化转变温度(T_g=-1～5°C)和源自间规聚St-Cl链段的熔点(T_m=314～318°C).单茂钪催化IP与St-SiHMe_2共聚合获得无规共聚物,IP/StSiHMe_2共聚物具有一个T_g,该T_g值(12～82°C)随St-SiHMe_2含量(13 mol%～79 mol%)的增加而线性增加.     

稀土丁-异戊共聚橡胶的硫化特性

稀土丁-异戊共聚橡胶(BIC)的两种结构单元都具有高顺式-1,4的特点,在丁/异戊比合适的情况下,其硫化胶具有优良的耐低温性质。本文通过(CZ-S)和TMTD 两种不同的硫化体系,研究了BIC(锦-20)的混炼胶和硫化胶性质。发现,与同样用稀土催化剂聚合的异戊橡胶和顺丁橡胶相比,锦-20有一些值得注意的特点。     

茂金属化合物/Zn/BDGE/MAO催化体系合成aPS-b-P(S-co-E)-b-PE嵌段共聚物的研究

采用单茂钛化合物CpTiCl3,有机环氧化合物1,4-丁二醇二缩水甘油基醚(BDGE),金属锌(Zn)及甲基铝氧烷(MAO)为催化体系,通过自由基聚合和配位聚合机理合成无规聚苯乙烯-b-聚(苯乙烯-co-乙烯)-b-聚乙烯(aPS-b-P(S-co-E)-b-PE).探讨了温度、时间、乙烯压力及Al/Ti摩尔比对共聚合的影响.所得嵌段共聚物采用DSC,WAXD,GPC和13C-NMR等手段进行了表征.结果表明该共聚物是苯乙烯/乙烯嵌段共聚物,聚苯乙烯链段是无规的,聚乙烯链段具有结晶性.     

丙烯酰胺-苯乙烯双亲嵌段共聚物水溶液的表面活性及增溶性

在微乳液介质中制备了系列的丙烯酰胺 (AM)与苯乙烯 (St)的双亲嵌段共聚物 (PAM b PSt) ,用紫外分光光度法测定了共聚物的组成 ,用乌氏粘度计测定了共聚物的特性粘数 [η],并用其相对表征共聚物的分子量大小 .重点研究了双亲嵌段共聚物 (PAM b PSt)疏水链段在水溶液中的缔合行为、共聚物的表面活性及其对有机物的增溶性能 ,考察了共聚物分子组成 (疏水链段含量 )与分子量对其表面活性与增溶性能的影响规律 .研究结果表明 ,由于疏水链段的憎水性 ,PAM b PSt的分子链在水溶液表面会形成表面吸附 ,从而降低水溶液的表面张力 ;而在水溶液中 ,在疏水相互作用下 ,PAM b PSt分子链中的苯乙烯疏水链段会形成分子间或分子内的胶束 ,烃类有机物可增溶其中 ;疏水链段含量越大 ,分子量越小 ,PAM b PSt的表面活性与增溶性能越强     

“活”的α-甲基苯乙烯共聚物:聚合反应新化学和材料工程新技术

高于临界聚合反应温度时,α-甲基苯乙烯(AMS)单体和其聚合物处于聚合-解聚平衡.基于AMS聚合物在受热时可裂解生成大分子链自由基的特性,提出了含AMS结构单元的共聚物是一种"活"的,可作为大分子自由基引发剂的概念,并通过实验对AMS共聚物的引发性能和应用进行了研究.首先,合成了AMS与(甲基)丙烯酸酯类单体、丙烯酸、苯乙烯和马来酸酐等的共聚物.然后以上述共聚物为大分子引发剂,在90℃引发(甲基)丙烯酸酯类单体和苯乙烯等的本体聚合、溶液聚合和乳液聚合,得到了嵌段共聚物.用ESR谱证明了AMS的共聚物在加热时能裂解生成以碳原子为中心的大分子链自由基.此外,在聚合物的熔融共混中,AMS分解产生的大分子链自由基通过偶合反应形成接枝链,原位生成相容剂.AMS共聚物还可以对碳纳米管及无机粒子进行表面原位接枝改性.AMS共聚物是一类无小分子残留的绿色自由基引发剂,可以用于低成本制备两嵌段共聚物,也可以用于聚合物的熔融共混增容.     

1,3—戊二烯／苯乙烯阳离子共聚合反应

本文研究了以甲苯为溶剂,ＡｌＣｌ３和ＢＦ３·ＯＥｔ２为引发剂,１,３－戊二烯（ＰＤ）与苯乙烯（Ｓｔ）的阳离子共聚合反应,并用红外光谱测定聚合物的微观结构。由共聚单体ＰＤ和Ｓｔ加入顺序的不同可生成无规共聚物Ｐ（ＰＤ－ｃｏ－Ｓｔ）和接枝共聚物Ｐ（ＰＤ－ｇ－Ｓｔ）和Ｐ（Ｓｔ－ｇ－ＰＤ）。无论是由ＡｌＣｌ３引发聚合反应,还是由ＢＦ３·ＯＥｔ２引发聚合反应,Ｓｔ上的碳阳离子的活性都高于ＰＤ上碳阳离子的活性。由ＡｌＣｌ３首先引发ＰＤ进行聚合反应,结束后再引入Ｓｔ时,聚合体系不能引发Ｓｔ聚合反应;相反ＡｌＣｌ３首先引发Ｓｔ聚合后的体系能继续引发ＰＤ的聚合反应。ＢＦ３·ＯＥｔ２无论先引发Ｓｔ或是ＰＤ,都能在聚合反应完成后接着引发另一单体而生成接枝共聚物Ｐ（ＰＤ－ｇ－Ｓｔ）和Ｐ（Ｓｔ－ｇ－ＰＤ）。二苯醚与烯丙基氯的加入,提高了碳阳离子的稳定性,增加了聚合物的分子量,但降低了碳阳离子的活性,使得聚合反应的产率降低,同时对Ｓｔ和ＰＤ碳阳离子的活性次序无明显影响     

AN/St悬浮共聚体系中AN在水/油两相间分配及其对共聚物组成的影响

研究了丙烯腈/苯乙烯(AN/St)悬浮共聚体系中AN在水/油两相间的分配及其对AN/St共聚物组成的影响.结果表明,AN分配于水/油两相间,使油相AN的含量低于相同单体配料比的本体聚合,导致生成的AN/St共聚物组成偏离本体共聚.为了准确预测进而控制AN/St悬浮共聚物的组成,提出了在考虑AN相分配的基础上计算AN/St悬浮共聚物组成的模型.计算结果与实验值一致,计算中用到的油相实际竞聚率与本体聚合相同,但该悬浮聚合的表观竞聚率随水/油比的变化而发生较大改变.     

腐植酸与苯乙烯的接枝共聚改性

研究了腐植酸(HA)与苯乙烯(St)以H_2O_2-FeCl_2为引发体系的接枝共聚。结果表明,HA对St聚合有阻聚及滞聚作用。接枝度在H_2O_2/FeCl_2=3(摩尔比)时有极大值,提高聚合温度可使接枝效率和接枝度同时增加、增加St-HA的用量比可使接枝度增加,但接枝效率降低,接枝比基本不变。由接枝共聚物的红外光谱分析得出HA与PSt是以C-O-C连接的。接枝共聚物的磺化产物在水和酸性介质中均能溶解。     

偶氮型黄色共聚胶乳的合成与性能研究

聚合物乳液作为基本成膜物已在建筑涂料、木器漆和工业漆方面得到了广泛应用 .由于多数小分子染料与成膜物及其他组分的相容性不够好 ,常常导致这类彩色的聚合物产品涂刷时色泽不均、涂膜在使用过程中易于变色等缺陷 .将生色基团键合到聚合物分子链上 ,可以从根本上克服因相容性差而引起的染料小分子的迁移 ,同时还可以显著提高产品的保光保色性能[1] .1 986年 ,ＢＲＩＡＮ通过丙烯酸酯与含偶氮基烯类单体的乳液共聚合 ,制备出了一类可直接用于纺织印染行业的彩色乳液[2 ,3] .1 994年 ,ＳＯＳＮＯＷＳＫＩ等制备出了用于荧光标签的乳液聚合…     

具有预期结构的苯乙烯与丙烯酸丁酯接枝共聚物的合成与表征

通过苯乙烯 (St)与 4 对氯甲基苯乙烯 (CMS)进行氮氧稳定自由基共聚合反应 ,合成了二元共聚物P(St co CMS) ,并以此共聚物引发丙烯酸丁酯进行原子转移自由基聚合 ,成功地合成了结构明晰的以聚苯乙烯为主链、聚丙烯酸丁酯为支链的接枝共聚物 ,研究了共聚合反应动力学 .P(St co CMS)和接枝共聚物的结构通过1 H NMR得到确认 ,并表征了接枝共聚物平均侧链数目和平均侧链长度     

超声无皂乳液聚合制备BA/St/AM三元共聚物乳胶粒及其聚合机理研究

将超声技术引入到无皂乳液聚合方法中,在不加入任何引发剂和乳化剂的情况下,制备了丙烯酸丁酯(BA)/苯乙烯(St)/丙烯酰胺(AM)三元共聚纳米乳胶粒.研究了不同超声时间对单体转化率、乳胶粒粒径以及乳液粘度的影响.同时还探讨了超声无皂乳液聚合机理,认为AM在聚合过程中起到了引发和稳定的作用.TEM照片表明,乳胶粒直径大约在80nm左右,FTIR及DSC分析表明产物为三元共聚物,而不是共混物.     

淀粉乙酸酯的阴离子接枝己内酯聚合研究

将淀粉在二甲基甲酰胺、吡啶存在下 ,以乙酸酐进行部分乙酰化 ,制备取代度为 0 7～ 1 9的淀粉乙酸酯 (St Ac) .以萘钠与淀粉乙酸酯中残余的羟基反应 ,将羟基转化为醇盐 (ONa) ,引发己内酯进行阴离子开环接枝聚合 ,合成了淀粉 聚己内酯接枝共聚物 (St g PCL) .采用凝胶渗透色谱法 (GPC)研究了接枝前后聚合物分子量的变化情况 ,并以接枝率、单体转化率对接枝反应进行了表征 .研究了接枝条件如温度、溶剂、引发剂和单体的用量对接枝率及单体转化率的影响 .研究发现随着反应温度升高 ,接枝率、单体转化率呈S曲线变化 ,单体浓度、引发剂浓度的增大有利于接枝反应的进行 .     

GRAFTING OF PEROXIDE-INITIATED MALEIC ANHYDRIDE ON SPHERICAL PE／PP IN-REACTOR BLEND GRANULES

Spherical polyethylene/polypropylene (PE/PP) in-reactor blend granules with various ethylene/propylene molar ratios and high porosity were synthesized using a high yield TiCl4/MgCl2 supported catalyst. A solution of benzoyl peroxide (BPO)/maleic anhydride (MAH)/xylene (interfacial reagent) or BPO/MAH/St (comonomer) was absorbed onto the PE/PP inreactor blend granules, and solid phase gratt polymerization of MAH on PE/PP was conducted. The amount of grafted MAH on PE/PP was measured through chemical titration. The results showed that solid phase graft polymerization of MAH in PE/PP in-reactor blend granules produced graft copolymer with high amount of grafted MAH, and the amount of grafted MAH was raised slightly when St was introduced as comonomer. The graft in-reactor blend was fractionated into five fractions through temperature-gradient extraction fractionation (TGEF), and the fractions were analyzed by FTIR. The results revealed that MAH is mainly grafted on the PE segments, whereas MAH was predominantly grafted on the PP segments when St was present in the graft polymerization system. In addition, the final product is still in the form of regular spherical granules, which is beneficial for industrial processing.     

光引发常规乳液聚合制备氨基聚苯乙烯纳米粒子

采用一种简单易行的方法制备了氨基功能化的聚苯乙烯纳米粒子.首先,采用4-乙烯基苄氯与1,3-丙二胺置换反应制备了含有氨基功能基团的可聚合单体N-(3-氨基丙基)对乙烯基苄基亚胺(CVPD).然后,采用乳液聚合,以苯乙烯(St)和CVPD为共聚单体,水溶性的4-(2-羟乙氧基)苯基-(2-羟基-2-丙基)酮(Irgacure 2959)为光引发剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为乳化剂,经紫外光辐照引发,合成了P(St-co-CVPD)二元共聚物的纳米胶乳.体系的乳化剂用量仅为体系总质量的0.1 wt%～0.8 wt%,远小于常用来制备纳米粒子的微乳液体系的乳化剂用量.用透射电子显微镜(TEM)和激光粒度分析仪(DLS)表征了P(St-co-CVPD)纳米粒子的粒径和粒径分布.用红外光谱(FTIR)和核磁共振(NMR)证明了P(St-co-CVPD)纳米粒子上氨基的存在,并通过茚三酮显色反应定量检测了氨基含量.分别研究了单体配比,引发剂浓度,乳化剂用量以及紫外光强度对反应体系的影响.实验结果表明,产物粒子尺寸为30～600 nm,氨基通过共价键连接在粒子上,其含量为1.2×10-5～1.6×10-4 mol/g.该乳液体系聚合反应速率较快,单体转化率在60 min内即可达到80%.所得粒子的氨基含量可以通过单体配比进行调节.粒子尺寸可通过单体配比,引发剂浓度,乳化剂用量以及紫外光强度进行调节.     

聚合方法对一种正离子聚丙烯酰胺结构与性能的影响

对相同进料比下,以过硫酸胺/亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂,分别用溶液法和反相微乳液法合成的丙烯酰胺(AM)与2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化胺(MADQUAT)的共聚物P(AM-MADQUAT),根据单体竞聚率计算了两种共聚物的序列分布和组成分布.考察了两种聚合物结构对高岭土絮体尺寸、zeta电位降以及絮体压缩屈服应力的影响,初步建立了不同聚合方法合成的阳离子聚丙烯酰胺结构与絮凝性能之间的相关性.