论文部分内容阅读
基于橡胶用理想填料(Ideal Filler, IF)的结构模型及基本设计思路,本论文从分子设计的角度提出了用嫁接(Graft onto)的合成路线制备表面壳层分子链可控的聚苯乙烯(PS)／聚异戊二烯(PI)毛状核壳微球。并将制备的PS／PI毛状核壳微球加入到丁苯橡胶基体中,测试其各项性能。首先通过常规乳液聚合的方法,调整乳化剂不同复配比例、交联剂用量以及不同加料工艺,制备了平均粒径为46nm,分散系数ε值为1.0-1.05的单分散交联聚苯乙烯微球；并发现二乙烯基苯(DVB)用量越大越易产生凝胶,乳液体系越不稳定,且随着DVB用量的增加,PS的Tg提高。考察了马来酸酐(MAH)和丙烯酸(AA)这两种功能单体在PS微球表面引入羧基,最后确定采用AA为改性单体,通过半连续单体混合滴加法能更好地接枝羧基。IR和SEM表征了表面羧基的存在,并通过电导率滴定的方法测定了微球表面羧基的含量,发现微球表面羧基含量随AA加入量的增加而升高,当AA加入量为5%时,羧基接枝率达到57.88%。对PS-COOH微球进行酰氯化改性,制备了表面反应活性更高的PS-COCl,通过IR证实了酰氯基团的存在。通过活性阴离子聚合的方法成功合成了一系列不同分子量的端羟基聚异戊二烯(PI-OH)胶体,其分子量分布较窄,通过红外和核磁表征,验证了端羟基的存在,计算得合成的聚异戊二烯中1,4结构占65.3%。用制备的PS-COCl与PI-OH反应,在PS微球表面成功接枝了PI分子链,最后得到毛状PS／PI微球。制备了一系列不同接枝分子量的PS／PI核壳微球。通过DSC和IR证实了核壳之间的化学连接。这种通过嫁接的方法制备橡胶理想填料的思路,实现了对纳米微球的分子设计,达到了可控的目的,合成路线在国内外尚未报道。PS／PI毛状微球与其他理想填料相比,其微球表面的橡胶态PI分子链能更好地与橡胶基体结合,从而提高微球的相容性。虽然本实验所得微球对丁苯胶的增强结果不太理想,但仍不失为一种创新的思路。