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本文合成了一类用于引发溶液丁苯共聚的新型氮锂引发剂,用气相色谱对合成过程进行了跟踪。经13C-NMR分析,用这类氮锂引发剂或者用原位引发体系制得的聚合物末端含有N原子,证明在原位聚合过程中有效引发剂是氮锂引发剂。 由于含氮化合物对锂系阴离子聚合的敏感性,分别研究了以环己烷为溶剂,六亚甲基亚氨基锂(LHMI)、吡咯烷锂(LPY)或原位体系为引发剂,TMEDA为调节剂的丁二烯、苯乙烯均聚和共聚反应。氮锂引发剂可以很快地引发丁二烯聚合,但不能引发苯乙烯聚合,加入少量丁二烯后可以引发苯乙烯聚合。研究表明:当TMEDA/Li≤2时,没有出现TMEDA使活性链明显失活的现象,随着TMEDA用量的增加,丁二烯均聚速度加快,而苯乙烯均聚速度先加快后又降低,在TMEDA/Li=0.5时达到最大值,丁苯共聚速度先加快后又降低,在TMEDA/Li=1时达到最大值;丁二烯均聚物和丁苯共聚物中乙烯基含量随着TMEDA用量的增加而增加;丁苯共聚物中苯乙烯单元在聚合物链上的无规性也随着TMEDA用量的增加而增加。当TMEDA/Li〉2时,随着TMEDA用量的增加,丁二烯、苯乙烯均聚和共聚速度都基本保持不变,高温时丁二烯均聚速度甚至有所下降;随着TMEDA用量的增加乙烯基含量基本不变。在一定的TMEDA/Li比下,随着温度的升高,聚合速率变快,但在高温高TMEDA/Li比时聚合速率反而变慢;乙烯基含量随着温度的升高而降低。相同反应条件下,丁苯共聚物与丁二烯均聚物对比发现,苯乙烯单体的引入使共聚物中乙烯基含量降低。利KT法求取了丁苯共聚物的各单体的竞聚率,发现随着TMEDA/Li比的增大,rBd降低,rSt增大。采用共聚物组成方程模拟了共聚物组成,用Runge-Kutta法计算了共聚反应动力学,计算结果与模型结果吻合较好。氮锂引发剂对聚合速率、乙烯基含量及竞聚率无明显影响。 六亚甲基亚胺(HMI)有很强的链转移能力,用HMI作链转移剂可以调节分子量和分子量分布。LHMI引发和HMI调节结合可得端基均含N的高分子链,但链转移反应终止的高分子链只有一端引入官能团。 DMA分析结果表明,使用氮锂引发剂制备的丁苯橡胶和n-BuLi制备的丁苯橡胶相比,0℃时的tan δ变化不大,60℃时的tan δ大约降低15%。说明使用氮锂引发剂,在不损失抗湿滑性的基础上,降低了丁苯橡胶的滚动阻力。