锂系聚异戊二烯橡胶合成及结构分析
2018-04-18贺小进张春庆赵晓冬胡保利谭金枚
贺小进,张春庆,王 雪,徐 林,赵晓冬,胡保利,谭金枚
(1.中国石化北京化工研究院 燕山分院,北京 102500;2.大连理工大学 高分子材料系,辽宁 大连 116024)
在合成橡胶中,结构及性能与天然橡胶(NR)最为接近的是聚异戊二烯橡胶(IR),称为“合成天然橡胶”,其顺式结构质量分数为92%~99%,可部分代替NR应用于众多加工领域[1]。IR聚合催化体系有钛系、稀土和锂系,钛系和稀土IR中cis-1,4结构质量分数大于95%,但是钛系IR凝胶及催化剂残余量大,稀土IR也含有部分凝胶及残留催化剂,二者的主要用途是工业品及轮胎;锂系IR中cis-1,4结构质量分数约为92%,其性能虽不能与钛系和稀土IR相比,但是其聚合转化率约为100%,产品结构容易调整,制品颜色浅、均匀且无杂质,不含NR中对人体过敏的蛋白质及其它物质,可替代NR用于医用手套、检查手套、避孕套、食品及制药行业的包装和密封、婴幼儿用品、黏合剂、光刻胶、浅色或透明物品添加剂等[2-3]。
国外锂系IR生产厂家有美国科滕聚合物公司、日本可乐丽公司及俄罗斯RUV公司,美国科滕聚合物公司的锂系IR产量为2.5万t/a,IR胶乳产量为10万t/a,售价为6~10万元/t,附加值相当高。国内锂系IR生产厂家只有河南濮阳林氏化学新材料公司,IR设计规模为5 000 t/a,IR胶乳为8 000 t/a,但因其乳胶成膜性不好,没有得到广泛应用。
国外商用锂系IR结构特点是相对分子质量大(Mw为150万~250万)、相对分子质量分布宽、顺式含量高,采用常规锂系聚合方法很难同时满足以上条件,这对锂系IR的合成以及产品开发提出了极大挑战。本文在传统锂系聚合基础上,通过改变加料方式及关联聚合物相对分子质量,得到了高相对分子质量、宽分布及高cis-1,4结构含量的锂系IR,其结构与国外同类样品相当,这对开发高附加值锂系IR及其胶乳奠定了基础。……
