本體法NaH-羰基化合物改性丁基橡膠機理研究.pdf

1、丁基橡膠因自身結(jié)構(gòu)特征導致其硫化速率低、自粘性差，與其它橡膠的共硫化性能差。為拓展丁基橡膠的適用范圍，更好的滿足人們在生活中的需求，本文采用氫化鈉(NaH)/馬來酸酐(MAH)分別作為活化劑和改性劑對丁基橡膠進行改性制備改性丁基橡膠(MFIIR)，整個反應過程在Haake轉(zhuǎn)矩流變儀中進行。采用FT-IR、GPC、1H-NMR、硫化性能測試、力學性能測試等方法對改性產(chǎn)物進行結(jié)構(gòu)分析和性能表征。
　　經(jīng)過改性后，丁基橡膠分子主鏈并沒有

2、因轉(zhuǎn)子剪切作用發(fā)生較大的斷裂，并且成功地將馬來酸酐的開環(huán)分子結(jié)構(gòu)引入到丁基橡膠的分子鏈上，一定程度上提高了丁基橡膠的極性和雙鍵的含量。通過膠料的硫化性能、力學性能的對比看出，改性反應引入的馬來酸酐的開環(huán)分子結(jié)構(gòu)可以較好地改善IIR的硫化性能和力學性能。
　　首次采用小分子化合物α-蒎烯作為模型化合物代替丁基橡膠，模擬NaH/羰基化合物對丁基橡膠的改性反應，對改性機理進行了詳細的分析。改性過程不僅發(fā)生了雙鍵的加成反應，還有活潑的烯丙

3、基氫的取代反應，并且取代反應的量大于加成反應的量。
　　反應程度隨NaH用量的增加和反應時間的延長呈現(xiàn)增加的趨勢，采用不同的羰基化合物作為碳負離子接受體時，反應程度也有較大的變化。總體呈現(xiàn)出δ(2.17～2.22)處氫反應程度相對最大，δ(1.65)處氫面積的變化率次之，δ(1.93)處氫面積的變化率最小。發(fā)生反應位置處活潑氫的解離能、活潑烯丙基氫原子個數(shù)、反應生成相應的碳負離子的穩(wěn)定性、碳負離子接受體中-C=O鍵的數(shù)量以及化學位

4、移處氫質(zhì)子的空間位阻等因素對反應程度都有較大的影響。
　　對反應生成的碳負離子與馬來酸酐反應歷程進行了分析，發(fā)現(xiàn)碳負離子與馬來酸酐的-C=O鍵發(fā)生親電加成反應，并沒有與雙鍵發(fā)生加成反應，馬來酸酐的環(huán)狀分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了開環(huán)反應。對整個改性反應機理通過模型化合物的方法給予了準確的表征。
　　炭黑用量和型號的變化主要影響膠料的硫化性能、力學性能、生熱量以及動態(tài)性能，對膠料的玻璃化溫度Tg、Tanδ以及阻尼峰寬影響較小。白炭黑部分代替