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溶聚丁苯橡胶微观结构表征及动态力学分析研究

作　者: 原晓城
导　师: 华静；周琼
学　校: 青岛科技大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: SSBR SSBR/ESBR1502 商品化SSBR 微观结构 DMA
分类号: TQ330
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 407次
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内容摘要

本实验合成了不同微观结构含量的溶聚丁苯(SSBR)，通过一系列表征手段，确定了其微观结构、分子量及其分布、生胶的热性能；在此基础上，分别探讨了苯乙烯基和乙烯基微观结构对SSBR硫化胶动态力学性能的影响，并考察了其相关物理机械性能；本课题还进一步研究了商品化的SSBR硫化胶、自合成SSBR／ESBR硫化胶相应的动态力学性能及物理机械性能。通过IR测试，定量确定了SSBR的各微观结构含量；通过~1H-NMR测试，证明了SSBR链段为无规结构；GPC测试表明，苯乙烯和乙烯基结构增加，SSBR小分子成份都会增多，分子量分布都有变宽的趋势；DSC测试表明，随苯乙烯基和乙烯基增加，SSBR的玻璃化转变温度升高，玻璃化转变温度范围变宽，比热变化呈降低趋势；DSC的微分曲线随苯乙烯微观结构的增加而逐渐变宽，乙烯基结构对SSBR的微分曲线也有相同的影响趋势，但影响效果比苯乙烯小。DMA测试表明，乙烯基结构增加，SSBR的E′增高；E″规律不明显；0℃下，SSBR的tanδ值上升，50℃～60℃时，tanδ几乎不变；tanδ峰值逐渐下降，tanδ～T曲线的积分面积随乙烯基增高而先增高，然后降低，但是苯乙烯结构若过多，积分面积随乙烯基增高而下降。随着苯乙烯基结构的增加，SSBR的E′逐渐增高；E″变化规律不明显；在低温处(小于Tg)，tanδ值逐渐降低，在高温处(大于Tg)，tanδ值逐渐升高，tanδ峰值下降，tanδ～T曲线的积分面积下降；SSBR的E′～T、E″～T、tanδ～T曲线均随乙烯基或苯乙烯基结构的增加逐渐向高温方向移动；苯乙烯基对SSBR动态力学性能的影响程度比乙烯基高。商品化SSBR的动态力学性能变化趋势与自合成SSBR的变化规律接近；SSBR／ESBR1502并用体系可以达到微观共混，因此其动态性能与自合成SSBR类似。物理机械性能测试表明，SSBR、商品化的SSBR、SSBR／ESBR1502三种体系中，拉伸强度、硬度均随苯乙烯和乙烯基结构含量的增高而增高；扯断伸长率、100％定伸应力随苯乙烯和乙烯基结构含量的变化而变化。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-10
第一章文献综述  10-29
  1.1 溶聚丁苯橡胶(SSBR)简介  10-15
    1.1.1 SSBR的出现及发展  10-14
      1.1.1.1 第一代SSBR  10-11
      1.1.1.2 第二代SSBR  11-12
      1.1.1.3 第三代SSBR  12-14
    1.1.2 SSBR微观结构与性能的关系  14-15
      1.1.2.1 结合苯乙烯含量与性能的关系  14
      1.1.2.2 苯乙烯嵌段含量与性能的关系  14
      1.1.2.3 丁二烯微观结构含量与性能的关系  14-15
      1.1.2.4 分子量分布与性能的关系  15
  1.2 热分析技术在高分子材料中的应用进展  15-23
    1.2.1 差示扫描量热法(DSC)  15-18
      1.2.1.1 DSC的基本原理  15-16
      1.2.1.2 DSC在高分子材料研究中的应用  16-18
    1.2.2 动态力学分析法(DMA)  18-23
      1.2.2.1 DMA的基本原理  18-19
      1.2.2.2 DMA在高分子材料研究中的应用  19-23
    1.2.3 DMA与DSC对比  23
  1.3 SSBR微观结构与动态力学性能关系的相关进展  23-27
    1.3.1 高分子结构对动态力学性能的影响  23-24
    1.3.2 SSBR微观结构与动态性能的关系  24-27
      1.3.2.1 苯乙烯含量与动态性能的关系  24-25
      1.3.2.2 乙烯基含量与动态性能的关系  25-26
      1.3.2.3 1，4-结构含量与动态性能的关系  26
      1.3.2.4 分子量及其分布与动态性能的关系  26-27
  1.4 本论文的主要目的及研究内容  27-29
    1.4.1 本课题的提出以及实验目的  27
    1.4.2 研究的主要内容及创新点  27-29
第二章 SSBR的合成及其微观结构的表征  29-49
  2.1 引言  29-30
  2.2 实验部分  30-33
    2.2.1 实验试剂及精制  30-31
    2.2.2 聚合方法  31-33
      2.2.2.1 聚合管的探索实验  31
      2.2.2.2 聚合釜的放大实验  31-33
    2.2.3 性能表征及其测试仪器  33
  2.3 结果与讨论  33-48
    2.3.1 SSBR微观结构的IR测试与分析  33-37
    2.3.2 SSBR微观结构的~1H-NMR测试与分析  37-40
    2.3.3 SSBR的GPC表征与分析  40-43
    2.3.4 SSBR生胶DSC表征及分析  43-48
      2.3.4.1 St含量的影响  43-45
      2.3.4.2 乙烯基含量的影响  45-48
  2.4 本章小结  48-49
第三章不同微观结构对 SSBR动态力学性能的影响  49-61
  3.1 引言  49
  3.2 试验部分  49-50
    3.2.1 原材料及基本配方  49
    3.2.2 试样的制备  49-50
    3.2.3 实验仪器  50
    3.2.4 分析测试  50
      3.2.4.1 物理机械性能测试  50
      3.2.4.2 动态力学性能分析  50
  3.3 结果与讨论  50-60
    3.3.1 不同微观结构对物理机械性能的影响  50-52
    3.3.2 不同微观结构动态力学性能的影响  52-60
      3.3.2.1 动态储能模量E＇  52-54
      3.3.2.2 损耗模量E~〃  54-56
      3.3.2.3 损耗因子tan δ  56-59
      3.3.2.4 苯乙烯基和乙烯基结构对动态性能的影响对比  59-60
  3.4 本章小结  60-61
第四章商品化 SSBR及 SSBR/ ESBR1502动态力学性能探讨  61-80
  4.1 引言  61
  4.2 试验部分  61-63
    4.2.1 原材料及基本配方  61-62
    4.2.2 试样的制备  62
    4.2.3 实验仪器  62
    4.2.4 分析测试  62-63
      4.2.4.1 物理机械性能测试  62-63
      4.2.4.2 动态力学性能分析  63
  4.3 结果与讨论  63-79
    4.3.1 商品化SSBR  63-71
      4.3.1.1 物理机械性能测试  63-64
      4.3.1.2 动态力学性能测试  64-71
    4.3.2 自合成SSBR/ESBR1502共混胶  71-79
      4.3.2.1 物理机械性能测试  71-72
      4.3.2.2 动态力学性能测试  72-79
  4.4 本章小结  79-80
结论  80-81
参考文献  81-85
附录  85-88
致谢  88-89
攻读学位期间发表的学术论文目录  89-90

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