特高顺式稀土聚丁二烯的合成及其结构与性能的研究

本文较详细地考察了用环烷酸钕-氢化二异丁基铝-氯化二异丁基铝催化体系进行丁二烯聚合时，各种聚合条件对聚合物的微观结构及分子量的影响。提出了聚合物的活性链末端为π-烯丙基钕氯化物结构、并由于其异构化而决定聚合物微观结构的假设。首次用稀土催化体系合成出了特性粘数为3.0～3.5之间，无凝胶、顺-1，4链节含量达99%的聚丁二烯。用线膨胀、电镜、柱塞式流变仪及粘着力测定仪等设备，分别研究了顺-1，4链节含量、分子量及分子量分布对稀土顺丁生胶的低温结晶性能、混炼胶的挤出和自粘性以及硫化胶强伸性能的影响。结果表明，顺-1，4链节含量、分子量及分子量分布对稀土顺丁生胶的低温结晶行为均有一定的影响。随着聚合物顺-1，4链节含量提高、分子量增大或分布变窄，其结晶速率增快。硫化胶的强度随着聚合物的顺－1，4含量增加而提高。但是，特高的顺-1，4链节含量（> 98.5%），对混炼胶的挤出和自粘性能均无明显的影响。分子量影响硫化胶的强度。分子量过低或过高，均导致硫化胶的强度下降。聚合物的分布宽度数为4.0左右时，其特性粘数在3.0～3.5之间为宜。分子量分布对稀土顺丁胶的性能，有着十分明显的影响。分布宽度指数大于或等于5.50时，混炼胶的挤出行为和自粘性能明显变差，(M-bar)_w/(M-bar)_n≥6.0时，硫化胶的强度亦显著降低。通过结构与性能的研究，发现特性粘数在3.0～3.5之间，分布宽度指数为4.0左右、无凝胶的特高顺式稀土聚丁二烯有着良好的综合性能。即，此聚合物既具有较好的挤出行为（与其他稀土顺丁胶相比），又有着优良的自粘及强伸性能（加工良好时，硫化胶的最大抗张强度可达260公斤/厘米~2以上）。本文讨论了分子结构影响稀土顺丁混炼胶挤出和自粘性能的机理。发现混炼胶的自粘力与其挤出行为有着很好的对应关系。自粘力大于0.8公斤/厘米~2的稀土顺丁混炼胶，有着中等的挤出行为；自粘力<0.8公斤/厘米~2时，其挤出行为均在次等或次等以下。