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用于粘度指数改进剂的氢化SIBR的研究

薛林  
【摘要】: 本文研究了在环己烷溶剂中,以正丁基锂为引发剂,四氢呋喃为结构调节剂,以苯乙烯、异戊二烯和丁二烯为单体,采用分子设计的方法和阴离子聚合技术合成了一系列分子量可控、窄分子量分布的SIBR;采用四氢呋喃一元调节体系对SIBR中聚丁二烯链段的1,2结构和聚异戊二烯链段的3,4结构含量进行了调控。通过FT-IR、~1H-NMR和GPC等表征手段对SIBR的分子量和各种微观结构含量进行了研究,证明聚合物分子量的可控性和微观结构的可调节性。 采用环烷酸镍/三异丁基铝为均相催化体系,对合成的SIBR样品进行氢化反应研究。通过核磁法、红外法和溴碘法三种方法对加氢度进行了表征分析,结果表明这三种方法有较好的吻合度,证实了样品加氢度的可靠性。研究了加氢工艺条件对SIBR加氢度的影响规律,具体考察了温度、压力、时间、催化剂用量、Al/Ni和单体含量等对SIBR加氢度的影响,确定了最优反应条件。研究结果表明:环烷酸镍/三异丁基铝催化体系具有较高的催化活性和选择性,在反应温度为60℃,氢气压力为4MPa,催化剂用量为2mg/g干胶,Al/Ni为7,反应时间为3h,SIBR的加氢度达到98%,具有较好的加氢效果。另外,本文还初步研究了在不同温度下SIBR氢化反应的动力学,并分别研究了SIBR中各微观结构的氢化反应速率。研究结果表明,SIBR中聚丁二烯链段氢化反应速率大于聚异戊二烯链段(B>I),SIBR中各微观结构的氢化反应速率由大到小为:B_(1,2)>B_(1,4)>I_(3,4)>I_(1,4)。通过多种测试表征方法对氢化前后SIBR的分子量及其分布的变化、微观结构的变化、热性能的变化等进行了研究。 氢化后的SIBR可以用于粘度指数改进剂,本文对氢化后的SIBR结构与性能的关系进行了初步研究。具体考察了分子量、微观结构及SIBR中聚丁二烯链段含量对粘度指数改进剂性能的影响。粘度指数改进剂的主要性能包括增稠能力、剪切稳定性、高温高剪切性和低温性能等。研究结果表明,氢化后的SIBR是一种性能优异的粘度指数改进剂,具有非常突出的剪切稳定性和低温性能。


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