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钴系催化剂合成聚丁二烯橡胶的研究

作　者: 王春芙
导　师: 林润雄
学　校: 青岛科技大学
专　业: 材料工程
关键词: 钴系催化剂丁二烯聚合聚合活性共混
分类号: TQ333.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

采用负载Co-Al—CS₂体系催化丁二烯聚合，考察了催化剂加料顺序、基础配方及第四组分对Z-N催化剂的活性和聚合物结构的影响规律。结果表明，负载Co-Al—CS₂体系催化丁二烯聚合过程为沉淀聚合，合成的1，2-聚丁二烯产物1，2-结构含量在98％以上，间规度可达到99％，结晶度在75％以上，熔点在200℃以上。适量的添加第四组分，如乙腈、水等，可有效的提高转化率，但对产物的1，2-结构含量，结晶度及熔点无显著影响。以白炭黑、硅胶或两者混和物为载体，采用浸渍法分别制得不同的负载CoCl₂催化剂，在加氢汽油溶剂中，均对丁二烯聚合表现出较高的催化活性，负载CoCl₂催化剂的活性与Co（naph）₂-Al（i-Bu）₃-CS₂体系接近，向聚合体系中添加i-BAO可使催化活性显著提高。与以加氢汽油为溶剂的溶液沉淀聚合过程相比，采用本体沉淀聚合时，催化活性显著提高，所得产物分子量增大。采用负载Co-Al—CS₂体系，制备了高间规-1，2聚丁二烯（s-PB）／无规-1，2聚丁二烯（r-1，2-PB）共混物，DSC测试结果表明，随着无规-1，2聚丁二烯组分含量的增加，s-PB组分的熔点下降，s-PB和r-1，2-PB在熔融状态下是热力学相容的；随着r-1，2-PB含量的增加，s-PB的结晶度下降；随s-PB／r-1，2-PB共混物中s-PB质量分数的增加，生胶的门尼粘度增大，抗冷流性增强。s-PB质量分数为9％时，共混胶基本不冷流，胶样工艺性能良好。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
前言  7-9
第一章文献综述  9-21
  1 合成s-PB的催化体系  9-13
    1.1 钒催化体系  10
    1.2 铁催化体系  10
    1.3 钛催化体系  10
    1.4 钴催化体系  10-12
    1.5 其它催化剂  12-13
  2 s-PB的微观结构与性能关系  13-15
    2.1 s-PB的微观结构  13-14
    2.2 s-PB微观结构与性能的关系  14-15
  3 s-PB的应用  15-21
    3.1 低结晶度s-PB的应用  15-17
    3.2 高结晶度s-PB的应用  17-21
      3.2.1 在碳纤维制造中的应用  17-18
      3.2.2 s-PB制备短纤维增强材料  18-19
      3.2.3 s-PB应用于发泡胎面新型轮胎组分  19
      3.2.4 s-PB在改性高顺胶中的应用  19-21
第二章实验部分  21-24
  1 主要原料和仪器  21-22
    1.1 实验主要原料  21
    1.2 实验主要仪器及设备  21-22
  2 聚合操作  22
  3 负载Co催化剂的制备  22-23
  4 聚合物的表征  23-24
    4.1 s-PB的微观结构分析  23
    4.2 s-PB的差示扫描量热法分析(DSC)  23-24
第三章结果与讨论  24-57
  1 白炭黑负载Co-AL--CS_2体系催化丁二烯聚合  24-31
    1.1 合成s-PB的微观结构  24-25
    1.2 催化剂各组分加料顺序对聚合的影响  25-26
    1.3 催化剂各组分用量对聚合的影响  26-30
      1.3.1 n(Co)/n(Bd)比对聚合反应的影响  26-27
      1.3.2 n(Al)/n(Co)比对聚合反应的影响  27-28
      1.3.3 n(CS2)/n(Co)比对聚合反应的影响  28-30
    1.4 反应时间对聚合反应的影响  30
    1.6 反应温度对聚合反应的影响  30-31
    1.7 添加适量H_2O对聚合反应的影响  31
  2 硅胶负载钴系催化剂合成间同1,2-聚丁烯  31-42
    2.1 在加氢汽油中的沉淀聚合  32-40
      2.1.1 浸渍时间与载钴量对聚合的影响  32-33
      2.1.2 催化剂配比和用量对聚合的影响  33-35
      2.1.3 催化剂加料顺序对聚合的影响  35-36
      2.1.4 催化剂陈化对聚合的影响  36-37
      2.1.5 聚合温度和聚合时间对聚合的影响  37-39
      2.1.6 单体浓度的影响  39
      2.1.7 添加i-BAO对聚合的影响  39-40
    2.2 本体沉淀聚合  40-42
  3 间同1,2-聚丁二烯的热分析  42-47
    3.1 高间同1,2-聚丁二烯的DSC分析  42-43
    3.2 低间同1,2-聚丁二烯的DSC分析  43-47
  4 s-PB/R-1,2-PB共混物的合成与表征  47-56
    4.1 s-PB/无规-1,2聚丁二烯共混物的制备  48
      4.1.1 催化剂:  48
      4.1.2 s-PB/r-1,2-PB共混物的制备  48
    4.2 s-PB含量对生胶门尼粘度、生胶冷流性的影响  48-49
    4.3 s-PB/r-1,2-PB DSC分析  49-53
    4.4 s-PB/r-1,2-PB共混物的性能  53-56
      4.4.1 共混物的基本性能  53-54
      4.4.2 s-PB/r-1,2-PB共混物在胎面中应用及性能  54-56
  5.结论  56-57
参考文献  57-62
致谢  62-63
攻读硕士学位期间发表的学术论文  63-64

钴系催化剂合成聚丁二烯橡胶的研究

内容摘要

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