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1、高分子材料高分子材料聚异戊二烯橡胶聚异戊二烯橡胶大连理工大学大连理工大学2010.04.301ppt课件异戊橡胶发展史异戊橡胶发展史1826年，Faraday分析确定天然橡胶的组分为C5H8。1954年，美国Goodrich公司开发钛系异戊橡胶（顺式结构达到98%）。1955年，美国Firestone公司开发锂系异戊橡胶（顺式结构达到92%）。1960年，美国Shell公司锂系异戊橡胶实现工业化。1963年，美国Goodyear公司钛系异戊橡胶实现工业化。2ppt课件聚异戊二烯橡胶的微观结构聚异戊二烯橡胶的微观结构3ppt课件4ppt课件异戊橡胶的优点异戊橡胶的优点：质量均一，纯度高。无色透明
2、，臭味小，浅色、医药制品。非胶组分和杂质少，便于化学改性。异戊橡胶与天然橡胶异戊橡胶与天然橡胶异戊橡胶的不足异戊橡胶的不足：生胶：强度低，挺性较差，易变形。硫化胶：拉伸、撕裂强度低于天然橡胶，耐磨性低于天然橡胶，疲劳寿命低于天然橡胶。5ppt课件天然橡胶和异戊橡胶对比天然橡胶和异戊橡胶对比6ppt课件TiCl4-AlR3：TiCl4-（i-C4H9）3Al（二元）TiCl4-AlR3-给电子添加剂（三元）TiCl4-AlR3-CS2：提高聚合物的产率、降低低聚物生成。TiCl4-AlR3-二苯醚：提高聚合温度、改善对微量水的适应性。TiCl4-AlR3-给电子添加剂-不饱和化合物：聚合速度快（
3、比三元体系快70%），分子量高、凝胶含量低、顺式结构高。钛系异戊橡胶钛系异戊橡胶7ppt课件钛系异戊二烯聚合双金属机理钛系异戊二烯聚合双金属机理8ppt课件连续溶液聚合流程。溶剂：异戊烷或己烷。单体转化率：85%90%，单浓：15%。两釜串联：首釜：40 50，第二釜：65。催化剂配制、原料精制、聚合、终止、脱灰（催化剂脱出）、溶剂和单体回收、后处理（挤出脱水、膨胀干燥、成型包装）钛系异戊橡胶钛系异戊橡胶9ppt课件钛系催化剂配置方法的影响钛系催化剂配置方法的影响10ppt课件11ppt课件主催化剂主催化剂：环烷酸稀土盐：Ln（naph）3 氯化稀土盐：LnCl3 nL 脂族酸稀土盐：硬脂酸、
4、辛酸、异辛酸等。Ln（RCOO）3助催化剂助催化剂：烷基铝,（CH3）3Al、（C2H5）3Al、（i-C4H9）3Al。第三组分第三组分：氯化物,Et3Al2Cl3、Et2AlX。稀土异戊橡胶稀土异戊橡胶12ppt课件活性中心：含有烷基化活性中心：含有烷基化的稀土化合物的双金属的稀土化合物的双金属络合物络合物13ppt课件稀土催化剂活性高，配制简便，易于均匀分散。聚合物分子量高、分子量分布较窄（HI在3左右）。灰分含量低（0.3%），无需脱灰，催化剂残留物对橡胶性能无害。聚合物凝胶含量低，无低聚物。准活性聚合：基本上不存在链转移和链终止，可制备嵌段聚合物。稀土异戊橡胶稀土异戊橡胶14ppt课
5、件二元、三元催化体系第三组分：提供与稀土环烷酸盐的羧基进行交换的卤离子。Nd（naph）3-（i-C4H9）3Al-Et3Al2Cl3催化剂浓度：120 kg/m3。聚合温度：30 60。单体转化率：70%。稀土异戊橡胶稀土异戊橡胶15ppt课件聚合时间聚合时间/单体转化率的影响单体转化率的影响第三组分对异戊二烯聚合的影响第三组分对异戊二烯聚合的影响16ppt课件聚合温度对顺式结构的影响聚合温度对顺式结构的影响聚合温度对分子参数的影响聚合温度对分子参数的影响17ppt课件催化剂组成及用量的影响催化剂组成及用量的影响18ppt课件单体浓度对异戊二烯聚合的影响单体浓度对异戊二烯聚合的影响19ppt
6、课件分子参数及微观结构易于调控，可以制备不同3,4-结构含量、不同顺式结构含量的IR。易于制备立构嵌段聚合物。易于通过偶联技术制备不同微观结构的星形IR。单体100%转化，无需单体回收。聚合物无凝胶。引发剂活性高，无需水洗脱灰。可以制备IBR。锂系锂系IR的特点的特点20ppt课件作为天然橡胶的替代品，锂系IR其顺式含量偏低，92%左右。提高锂系IR顺式含量的方法 旭化成：含磷化合物，95.4%。SHELL公司：少量水，96%（仲丁基锂）。间二溴苯、三苯基胺，98%（正丁基锂）。其它：乙腈、二硫化碳、酯类、卤化苯、叔胺、芳基醚锂系锂系IR存在的问题存在的问题21ppt课件烷基锂浓度的影响烷基锂
7、浓度的影响引发剂和溶剂的影响引发剂和溶剂的影响22ppt课件溶剂对异戊橡胶微观结构的影响溶剂对异戊橡胶微观结构的影响23ppt课件反式结构大于96%的聚异戊二烯。结晶度最高仅能达到30%左右，故具有优异的韧性和抗冲击性能。室温下易结晶，热塑性塑料性质。熔点之前：高硬度高模量的硬质材料，熔点之上：低模量易形变的软质弹性材料。高硬度、高拉伸强度。较大的球形超晶结构，三种晶型：（55）、（65）、（74）高反式聚异戊二烯橡胶高反式聚异戊二烯橡胶24ppt课件催化体系：钒体系、钒钛体系、钛体系。工艺：溶液聚合、沉淀聚合。应用：医用材料：夹板、矫形器材（熔点65）形状记忆材料 高速节能轮胎（耐磨、耐疲劳、低生热）高反式聚异戊二烯橡胶高反式聚异戊二烯橡胶25ppt课件3,4-聚异戊二烯橡胶聚异戊二烯橡胶合成：烷基锂极性添加剂提高抗湿滑性能，同时保持较低的滚动阻力和生热。丁戊橡胶（丁戊橡胶（IBR）B、I竞聚率相近，易于制备无规共聚物。弥补了顺丁橡胶和异戊橡胶各自性能的不足，具有优异的耐低温性能和耐磨性能，与顺丁橡胶相比，还具有低温滚动阻力低的特点。26ppt课件全钢子午线轮胎结构及部件全钢子午线轮胎结构及部件27ppt课件全钢子午线轮胎结构及部件全钢子午线轮胎结构及部件28ppt课件