溴化天然橡胶的制备、结构与性能研究

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采用溶液法制备溴化天然橡胶(BNRS)。研究了溴化反应时间、反应温度及溴化液用量对BNRS溴含量的影响,通过IR和NMR表征了BNRS的结构,并对其溴化机理进行了分析;应用多种溶剂研究了不同溴含量BNRS的溶解性能,并通过TG/DTG表征了BNRS的热性能,TG/FTIR.联用研究了BNRS的热氧化降解机理。结果表明:溶液法天然橡胶的溴化是一个相当快速的过程,在溴化反应时间为5min时,BNRS的溴含量已经达到43.95%,以后随反应时间的延长溴含量变化不大;随溴化温度增加BNRS溴含量变化不大,但随溴化液用量的增加而增大,当溴化液用量达到6.0ml后,BNRS溴含量趋于稳定。天然橡胶溶液的溴化反应在溴化反应初期主要是发生了主链上的α-H取代反应,并且存在双键加成反应。随BNRS溴含量的增加,溶剂对其溶解程度下降;BNRS热降解反应分两步进行,热氧降解分三步进行。 采用胶乳法制备溴化天橡胶(BNRL)。考察了溴化反应时间、反应温度、平平加O用量、溴化液用量、引发剂用量和H2O2用量等因素对溴化反应的影响。结果表明:BNRL溴含量随溴化时间的延长先增大后稍有下降并趋于稳定;随溴化温度的升高而降低;随着平平加O用量的增加,而有所下降;随溴化液用量的增加而增大;随H2O2用量的增加,先增大后趋于稳定,H2O2用量超过一定值时,BNRL溴含量下降;引发剂过硫酸钾用量对BNRL溴含量影响不大。 通过IR和NMR表征了BNRL的结构,并对其溴化机理进行了分析:应用多种溶剂研究了不同溴含量BNRL的溶解性能,并通过TG/DTG表征了BNRL的热性能,TG/FTIR联用研究了BNRL的热氧降解机理。SEM观察了BNRL粒子大小,测定了不同溴含量BNRL中的氮含量。结果表明:溴原子已经接到天然橡胶分子链上,其C-Br键对应的红外光谱位置分别为1088cm-1、956cm-1、908cm-1、774cm-1;天然胶乳的溴化反应机理与BNRS的相似。随溴含量的增加BNRL粉末粒子变细,甚至部分达到纳米级,且溶解性能增加,氮含量迅速降低。在55℃时,溶剂的溶解能力大小顺序是苯、四氯化碳<甲苯、二甲苯<四氢呋喃<三氯甲烷<环己酮;BNRL热降解及热氧降解过程与BNRS相似。
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