微量杂质对异戊二烯聚合的影响

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聚异戊二烯橡胶是指顺式-1,4-聚异戊二烯橡胶,简称异戊橡胶(IP),又称“合成天然橡胶”,是仅次于丁苯橡胶、顺丁橡胶的世界合成橡胶第三大胶种。异戊橡胶具有很多特性与天然橡胶相似,异戊橡胶具有耐磨性、弹性、耐热性和低温屈挠性等,其耐热性甚至超过了天然橡胶。异戊橡胶的优点表现为色泽浅、纯度高、流动性好、质量均一,大大缩减了塑炼时间,混炼加工过程简单,膨胀和收缩小并有拉伸倾向等。但是,天然橡胶在生胶强度、粘着性、加工性能以及硫化胶的抗撕裂强度、耐疲劳性这几个方面等均稍高于异戊橡胶;异戊橡胶的顺式-1,4-结构含量(92%98%)低于天然橡胶(>98%);结晶性能低于天然橡胶;相对分子质量低于天然橡胶,并且带部分支链和凝胶。异戊二烯聚合度一直以来作为衡量异戊二烯橡胶聚合物分子大小的指标,受杂质含量的影响较大,其杂质含量控制范围一直是国内外研究的热点话题。本文分别通过2-甲基-1-丁烯-3-炔,顺-2-戊烯作为杂质配制不同含量范围的2-甲基-1-丁烯-3-炔,顺-2-戊烯的己烷溶液,分别将已配制好的杂质溶液通过气相色谱准确定量,将不同浓度2-甲基-1-丁烯-3-炔,顺-2-戊烯分别掺入到异戊二烯中,加入稀土烷基铝混合催化剂进行聚合反应,反应产物经干燥后称量质量,引入不同含量杂质,通过异戊二烯橡胶的转化率,顺式-1,4-结构含量,分子量及分布等结果,探究2-甲基-1-丁烯-3-炔,顺-2-戊烯对异戊二烯橡胶聚合的影响。本文成功制备了含2-甲基-1-丁烯-3-炔的异戊二烯橡胶和含顺-2-戊烯的异戊二烯橡胶,通过对2-甲基-1-丁烯-3-炔及顺-2-戊烯含量的改变影响异戊二烯橡胶的顺式-1,4-结构含量,分子量及分布,进而能够显著提升聚异戊二烯橡胶的聚合度。通过实验可以得出结论,2-甲基-1-丁烯-3-炔作为杂质存在直接影响异戊二烯橡胶的分子结构,从而导致异戊二烯橡胶性质明显的变化,在异戊二烯单体橡胶中,2-甲基-1-丁烯-3-炔含量控制在5.3×10-6(g/ml)以下对其聚合度影响不大。通过实验我们认为在异戊二烯单体橡胶中,顺-2-戊烯作为杂质,随其含量的增加,异戊二烯单体橡胶的聚合度降低。
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