星形支化合成橡膠劍指何方

隨著合成橡膠行業(yè)的高速發(fā)展以及對橡膠結(jié)構(gòu)與性能間相互關(guān)系研究的不斷深入，具有特定結(jié)構(gòu)且更佳綜合性能的合成橡膠產(chǎn)品成為未來的發(fā)展趨勢。

日前，中國石油石油化工研究院燕鵬華博士圍繞星形支化合成橡膠科研熱點(diǎn)和用途，暢談了國內(nèi)在該領(lǐng)域所取得的進(jìn)展以及未來應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)研發(fā)的技術(shù)方向。

（1）性能提升是研究熱點(diǎn)?！靶切沃ЩY(jié)構(gòu)賦予合成橡膠獨(dú)特三維形狀和高度支化結(jié)構(gòu)。相對于線性結(jié)構(gòu)合成橡膠，星形支化合成橡膠有更低的溶液粘度和本體粘度、應(yīng)力松弛更快和對剪切不敏感等特性。因此，研究星形支化合成橡膠合成技術(shù)和產(chǎn)品以及加工和應(yīng)用性能成為聚合物研究的熱點(diǎn)之一。”燕鵬華介紹，隨著聚合理論研究的不斷深入及合成技術(shù)的不斷改進(jìn)，研究人員可以從結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系出發(fā)，對目標(biāo)聚合物的結(jié)構(gòu)、組成、相對分子質(zhì)量及其分布等進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。星形支化技術(shù)以苯乙烯-異戊二烯等共聚物為支化劑前驅(qū)體，原料與現(xiàn)有橡膠和聚烯烴工業(yè)一致，來源廣泛，成本低，這種技術(shù)比較合理和簡便。在后續(xù)新技術(shù)及新產(chǎn)品開發(fā)中，要結(jié)合現(xiàn)有橡膠和烯烴工業(yè)的主體原料，如苯乙烯、異戊二烯、丁二烯等共軛烯烴，設(shè)計(jì)合成新的支化劑，不僅有助于開發(fā)新的支化技術(shù)，而且可以為化工產(chǎn)業(yè)整體優(yōu)化布局提供支撐。

（2）多家高校積極探索。“星形支化合成橡膠合成配方中，反應(yīng)體系基本一致，但是偶聯(lián)劑（支化劑）的種類和活性不同?！毖帙i華介紹，中國石油石油化工研究院和大連理工大學(xué)合作對星形低順式聚丁二烯橡膠的合成及反應(yīng)動力學(xué)、性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。以環(huán)己烷為溶劑，正丁基鋰為引發(fā)劑，四氯化硅為偶聯(lián)劑，合成了一系列星形低順式聚丁二烯橡膠，產(chǎn)品性能可與國外同類產(chǎn)品相媲美。北京化工大學(xué)和北京石油化工學(xué)院的研究人員在支化異丁烯聚合物方面開展了大量的研究，取得了豐碩的成果。他們采用先臂后核法，先合成線形丁基橡膠，再利用二乙烯基苯進(jìn)行偶聯(lián)，得到星形支化丁基橡膠。

（3）重要品種獲得突破。星形支化合成技術(shù)改善了橡膠的加工和應(yīng)用性能，降低了加工能耗，對環(huán)境保護(hù)也有一定貢獻(xiàn)。據(jù)燕鵬華介紹，以星形支化丁基橡膠為例，其在未硫化膠強(qiáng)度、應(yīng)力松弛和擠壓特性等方面都有明顯的優(yōu)勢，比普通丁基橡膠更易于加工，在輪胎內(nèi)胎和密封材料中的應(yīng)用有不可替代的優(yōu)勢。我國自主開發(fā)的星形支化丁基橡膠具有獨(dú)特的三維形狀以及高度支化結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出優(yōu)良的粘彈性能，從而改善了丁基橡膠的加工性能?！半S著輪胎行業(yè)的迅速發(fā)展，溶聚丁苯橡膠在兼顧性能和成本優(yōu)勢的前提下逐漸成為輪胎的主要膠種之一，星形溶聚丁苯橡膠的共沉膠更是制備綠色輪胎的理想材料?！毖帙i華介紹，星形支化聚異丁烯加工性能更好，應(yīng)用更便捷；星形支化氯醚橡膠加工性能改善，具有優(yōu)良的耐熱性、耐油性和耐候性，可應(yīng)用于交通運(yùn)輸、電子電器、航空航天等領(lǐng)域；星形支化聚異戊二烯突破了線性結(jié)構(gòu)的限制，與天然橡膠更加類似，在天然橡膠替代方面更具優(yōu)勢。這些都是該領(lǐng)域頗有價(jià)值的研究課題。