摘要
顺式聚丁二烯橡胶因其优异的力学性能、耐疲劳性能和耐低温性能，是合成橡胶领域的重要胶种。然而，由于聚丁二烯是非极性聚合物，与无机填料或其它极性聚合物的相容性较差。脂肪族聚碳酸酯是一类重要的生物降解高分子材料，在外科医用材料、制药、农业和一次包装中有广泛应用。本论文旨在聚丁二烯中引入极性聚碳酸酯链段，从而改善其与极性材料的共混相容性，提高其附加值；主要工作是采用稀土催化体系通过配位链转移聚合和开环聚合相结合制备聚丁二烯与聚碳酸酯的嵌段共聚物。具体研究内容总结如下： 采用Nd(vers)3/Al(iBu)2H/Me2SiCl2体系催化丁二烯聚合，考察单体丁二烯的用量和烷基铝用量对聚合反应的影响。数据表明，在[Al]/[Nd]=20~50范围内，该体系催化丁二烯聚合具有配位链转移聚合的特征，所得聚合物分子量可控，分布较窄，且平均每个活性中心可产生5~8条聚合物链。 基于该体系催化丁二烯聚合具有可控聚合的特点，采用分段加料的方式，制备了一系列不同组成的PBD-b-PCHO共聚物。FTIR、1HNMR、DSC等测试结果表明，共聚物组成与投料比接近，同时共聚物的分子量呈单分散窄分布。 优化出催化体系和加料方式后，第二段聚合物中，在原催化体系中引入助催化剂PPNCl，同时通入CHO和CO2，最终得到一系列单分散的PBD-b-PCHC共聚物。进一步，详细对影响催化效率的多种因素进行了探究，实验结果表明，在40℃，CO2压力为12atm，聚合24h的条件下，催化效率最高可达到2217g/(mol-Nd h)。FTIR曲线中-C=O和C-O的出现以及NMR曲线都对特征峰做了相应的归属。在引入PCHC链段后DSC曲线出现两个Tg，并且聚丁二烯段的Tg由-106.4℃上升到了-91.56℃。另外，TGA测试结果表明PBD-b-PCHC在240℃以下具有很高的热稳定性。 采用Nd(vers)3/Al(iBu)2H/Me2SiCl2催化体系，通过分段加料的方式制备一系列单分散聚丁二烯与聚碳酸环己烯酯的嵌段共聚物(PBD-b-PTMC)，共聚组成可以由投料比进行调控。系统研究了稀土催化体系催化BD和TMC共聚合的规律，实验表明在35℃下催化效率最高，达到14216h-1。FTIR和NMR测试的结果表明实验成功制备了PBD-b-PTMC嵌段共聚物。在DSC曲线中出现了两个玻璃化转变温度，进一步验证了嵌段共聚物的结构。
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