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液体橡胶有“未来的橡胶”之称,其良好的流动性使其在加工成型方面具备得天独厚的优势;活性液体橡胶固化成型后可达到与固体橡胶相同的水平,广泛应用于粘合剂、密封胶、涂料、浇注弹性体、改性剂、橡胶制品等领域。端羟基聚丁二烯液体橡胶作为液体橡胶重要的品种,在航天航空领域发挥着重要的作用。商品化端羟基聚丁二烯均由自由基或阴离子聚合制备,很难调控产物的微观结构,应用范围受到限制。随着航天航空、高铁等技术的发展,对材料性能要求的日渐提高,因此,进一步调控液体橡胶微观结构、获得性能优异的液体橡胶产品变得尤为重要。本文以高顺式端羟基聚丁二烯液体橡胶及其衍生产品为制造目标,以采用国产顺丁橡胶为原料,首先系统地研究了mCPBA/高碘酸氧化裂解顺丁橡胶过程,实现了一锅法高效地制备高顺式端醛基聚丁二烯液体橡胶,产物分子量可控可调,进一步经硼氢化钠还原制得了高顺式端羟基聚丁二烯液体橡胶。在此研究的基础上,以采用工业顺丁橡胶原胶液为原料,以一种更高效、低能耗的原胶液工艺合成出结构明确、性能优异的高顺式端羟基聚丁二烯液体橡胶,产物各项指标达到与块胶法同等水平。又通过改变氧化裂解过程反应试剂化学计量比,首次成功制得了高顺式环氧化端羟基聚丁二烯和高顺式多羟基聚丁二烯液体橡胶,并实现了产物分子量、官能团数目的可控可调。最后,以高顺式端羟基聚丁二烯和高顺式多羟基聚丁二烯为原料,采用TSH/TPA加氢法成功制备端羟基线形聚乙烯和多羟基线形聚乙烯,聚乙烯分子链段具有高度规整性,具有优异的热性能和广泛的应用前景。本论文的主要成果包括:(1)以顺丁橡胶块胶为原料,系统地研究了顺丁橡胶环氧化过程和环氧化顺丁橡胶氧化裂解过程,控制顺丁橡胶环氧率等于氧化断链率,得到端醛基聚丁二烯液体橡胶,在此基础上优化氧化裂解工艺,省去了中间产物分离、纯化、干燥、再溶解的过程,实现一锅法高效地制备端醛基聚丁二烯。产物分子量通过顺丁橡胶环氧率调节,当环氧率由0.63%增加至12.0%时,产物绝对数均分子量由12550g/mol降低至1410g/mol,分子量分布较窄,为1.3~2.0;在温和的反应条件下,端醛基经硼氢化钠还原即得高顺式端羟基聚丁二烯液体橡胶,顺式-1,4结构含量为95.7%,羟基官能度为2.0,在氮气氛围中初始分解温度为325℃,玻璃化转变温度为-104.6℃,属于牛顿流体,粘度仅为相近分子量的自由基聚合型丁羟胶的1/10左右,当Mn=5500g/mol时,本体粘度仅为243.5mPa·s (40℃)。(2)采用工业顺丁橡胶原胶液为原料,以六号溶剂油或正已烷为辅助溶剂,结果表明,在保证反应物系不受传质影响的情况下,胶液浓度在50~100g/L范围内均可高效、可控地获得高顺式端羟基聚丁二烯,产品各项指标达到与块胶法同等水平。此外,以工业顺丁胶原液为原料,既省去了顺丁块胶生产的水析凝聚、干燥压块等过程又免去了胶块剪切破碎、溶胀溶解等过程,大幅度减少了能量消耗,且反应条件温和、可控、高效、经济,具有良好的工业化前景。(3)在高顺式端羟基聚丁二烯制备工艺的基础上,改变工艺条件,控制顺丁橡胶环氧率大于氧化断链率,得到高顺式环氧化端醛基聚丁二烯液体橡胶,产物分子量由氧化断链率控制,环氧率则由顺丁橡胶环氧率与氧化断链率差值决定,产物分子量分布较窄,为1.5~2.0之间;在温和的还原条件下,硼氢化钠将端醛基还原为羟基,并保留分子链内环氧基团不变,得到高顺式环氧化端羟基聚丁二烯液体橡胶;使用红铝溶液为还原剂,同时将分子链末端醛基和分子链内环氧基团还原为羟基,得到高顺式多羟基聚丁二烯液体橡胶;高顺式环氧化端羟基聚丁二烯液体橡胶和高顺式多羟基聚丁二烯液体橡胶具有分子量分布窄,分子量、环氧基团数目或羟基数目可控可调等优点,分子链规整度高,丁二烯重复单元中顺式-1,4结构含量高于95%,氮气氛围中初始分解温度均高于300℃,玻璃化转变温度处于-98.6~-84.2℃之间,随活性基团极性和数量增加而提高。(4)以高顺式端羟基聚丁二烯和高顺式多羟基聚丁二烯液体橡胶为原料,采用TSH/TPA加氢法,135~140℃条件下回流反应4小时得到端羟基线形聚乙烯和多羟基线形聚乙烯,聚乙烯分子链段结构高度规整,乙基支化度仅为4.2支链数/1000C,因而具有高结晶度和高熔点,端羟基聚乙烯结晶度为69.9%,熔点为123.2℃,多羟基聚乙烯结晶度为47.3%,熔点为110.9℃。聚丁二烯分子链加氢为饱和聚乙烯分子链,热稳定性显著提高,在氮气氛围中,端羟基聚乙烯的初始分解温度为410℃,多羟基聚乙烯的初始分解温度为390℃。