溶聚丁苯橡胶接枝丙烯酸的改性研究_杨金娟
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剂，体积比２０∶８０）在反应釜内室温搅拌溶解，约２４ｈ可 溶 解 完 全。然后将单体 ＡＡ、ＢＰＯ 按一定比例加入到反应釜中，在 Ｎ２ 的保护、机械搅拌下，于６０℃反应３ｈ左右。停止反 应，将 胶 液 用 无 水 乙 醇 沉 淀 ，得 到 接 枝 聚 合 物 （ＳＳＢＲ－ｇ－ＡＡ）。 １．２．２ 接 枝 物 的 提 纯
后将过滤网正面放置于洁净的带盖搪瓷盘中，放入 １００℃ 鼓 风
热烘箱烘烤３０～６０ｍｉｎ后，取出过 滤 网 放 置 于 干 燥 器 中，冷 却
至室温，准 确 称 重 过 滤 后 网 的 重 量 。 按 式 （２）计 算 胶 中 凝 胶
含量。
Ｇｅｌ％ ＝ （Ａ －Ｂ）／Ｃ
（２）
式中，Ａ 为不锈钢网＋网 面 苯 乙 烯 不 溶 物 重 量，ｇ；Ｂ 为 不
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ＳＳＢＲ，ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ，ｇｒａｆｔｉｎｇ ｒａｔｉｏ，ｇｅｌ ｒａｔｉｏ
溶聚丁苯橡 胶 （ＳＳＢＲ）是 苯 乙 烯 和 丁 二 烯 两 种 单 体 经 阴 离子共聚而生成的弹性体共 聚 物［１］，具 有 耐 磨 、耐 寒、生 热 低、 回弹性好、纯度 高 及 硫 化 速 度 快 等 优 点［２］，其 物 理 机 械 性 能 、 加工性能及制品 的 使 用 性 能 都 接 近 于 天 然 橡 胶，广 泛 应 用 于 轮胎、胶带、胶 管、电 线 电 缆、医 疗 器 具 及 各 种 橡 胶 制 品 等 领 域。在作胎面胶使 用 的 过 程 中，由 于 白 炭 黑 的 表 面 极 性 较 强 且粒径小，使得 ＳＳＢＲ 这 种 非 极 性 橡 胶 与 它 的 相 容 性 较 差［３］， 会影响轮胎的抗湿滑性、耐摩擦 性 及 滚 动 阻 力 等 性 能，故 而 需 对 其 进 行 改 性 。 丁 苯 橡 胶 （ＳＢＲ）的 改 性 方 法 颇 多 ，常 用 的 改 性 方法有共混法、接枝法和环氧 化 法。其 中，接 枝 法 操 作 简 便 经 济，接枝产品灵活多变，是改善 ＳＢＲ 的 使 用 性 能、扩 大 ＳＢＲ 应 用 范 围 的 主 要 方 法 之 一［４］。
２．１ ＡＡ 用量对接枝共聚反应的影响
在 ＢＰＯ 用量为５％（相 对 于 ＳＳＢＲ），６０℃ 反 应 ３ｈ 的 条 件 下，产物的接枝率和凝胶率随 ＡＡ 用 量 改 变 而 变 化 的 情 况，见 图１。从图１可看出，随 着 ＡＡ 用 量 的 增 加，接 枝 率 呈 现 先 增 大后减小的趋势，凝胶率则相反。当 ＡＡ 用量为 ２５％ 时，接 枝 率 最 大 ，达 到 １．２１％ ，凝 胶 率 最 小 为 ０．９％ 。
１ 实 验 部 分
１．１ 试 剂 和 仪 器
ＳＳＢＲ（牌号２３０５），中国石化北京 燕 山 石 油 化 工 股 份 有 限 公司；丙烯酸（ＡＡ）、过 氧 化 苯 甲 酰 （ＢＰＯ），分 析 纯，天 津 市 福 晨化学试剂厂；溶 剂 （正 己 烷 和 环 己 烷 的 混 合 溶 剂 ）、苯 乙 烯， 燕 山 石 化 橡 胶 一 厂 ；无 水 乙 醇 （分 析 纯 ），北 京 化 工 厂 。
数。测定方法如下：用 电 子 天 平 准 确 称 取 干 燥 好 的 精 制 接 枝 物样品，质量计为约（０．２ｇ）溶 于 ２０ｍＬ 丙 酮 中，再 用 移 液 管 准 确移取１０ｍＬ 的 ０．０１ｍｏｌ／Ｌ ＮａＯＨ－乙 醇 标 准 溶 液，在 水 浴 中 （６０℃）磁力搅拌２ｈ充分 中 和 ＡＡ 后，加 入 ２ 滴 ０．１％ 的 甲 基 红－乙醇溶液作指示剂，用 事 先 准 确 标 定 的 ０．０１ｍｏｌ／Ｌ 的 ＨＣｌ 溶液（用无水碳 酸 钠 标 定）滴 定 未 反 应 的 ＮａＯＨ，消 耗 的 ＨＣｌ 标准溶液的体 积 计 为 Ｖ［５］。 为 了 消 除 系 统 误 差 ，必 须 做 空 白 滴定，消耗的 ＨＣｌ标准溶液的体积计为Ｖ空白 ，从 而 算 出 ＭＡＨ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２６１７）
基 金 项 目 ：燕 山 石 化 科 研 委 托 项 目 （Ｈ２０１２－０５１）；北 京 市 本 科 生 科 学 研 究 计 划 项 目 （２０１３Ｊ０００６３） 作 者 简 介 ：杨 金 娟 （１９８７－），女 ，在 读 硕 士 研 究 生 ，从 事 橡 胶 改 性 方 面 的 研 究 。 联 系 人：戴玉华（１９７１－），女，博士，副教授，主要从事阴离子聚合、橡胶改性及功能高分子方面的研究。
在真空干 燥 箱 中 将 ＳＳＢＲ－ｇ－ＡＡ 烘 干，并 称 取 一 定 量 的 ＳＳＢＲ－ｇ－ＡＡ 放入索氏抽 提 器 中 用 无 水 乙 醇 萃 取 ２４ｈ，再 将 提 纯后的聚合物在真空干燥箱中干燥至恒重。
１．３ 测 试 方 法
１．３．１ 接 枝 率 的 测 定 产物的接枝 率 （ＧＹ ）是 指 接 枝 产 物 中 含 ＡＡ 单 体 的 百 分
这是由于在游离基聚合反应中动力学链长与单体浓度成 正比的缘故。当引 发 剂 的 量 一 定 时，其 分 解 产 生 的 自 由 基 也
是一定的，随着 ＡＡ 用量的增加，其 与 自 由 基 碰 撞 的 概 率 也 会 增大，所以接枝 率 会 呈 现 增 大 的 趋 势。 而 凝 胶 率 的 变 化 趋 势 相反，这可能 是 由 于 凝 胶 会 导 致 分 子 链 缠 结 ，影 响 自 由 基 扩 散 ，从 而 对 接 枝 反 应 造 成 影 响 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎ－ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｄ ｓｔｙｒｅｎｅ－ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｒｕｂｂｅｒ （ＳＳＢＲ）ｗｉｔｈ
ｐｏｌａｒ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ，ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ＳＳＢＲ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｇｒａｆｔｉｎｇ ｗｉｔｈ ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ （ＡＡ）ａｓ ｇｒａｆｔ ｍｏｎｏｍｅｒ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕ－ ｅｎｃｅｓ ｏｆ ＡＡ ｃｏｎｔｅｎｔ，ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ＢＰＯ，ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ＡＡ ｇｒａｆｔｉｎｇ ＳＳＢＲ ａｎｄ ｇｅｌ ｒａｔｉｏ ｗｅｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｉｎ ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｓｔｕｄｙ，ｔｈｅ ｇｒａｆｔｉｎｇ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ＳＳＢＲ－ｇ－ＡＡ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｕｎｄｅｒ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ ａ ｍａｘｉｍｕｍ ｏｆ １．２６％ ，ｗｈｉｌｅ ｉｔｓ ｇｅｌ ｒａｔｉｏ ｗａｓ ｏｎｌｙ ０．７８％ ．Ｔｈｅ ｇｒａｆｔｅｄ ＳＳＢＲ ｗａｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ＦＩＴＲ，ｔｈｅｒｍａｌ ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ （ＴＧ）ａｎｄ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ ａｎａｌｙｓｉｓ．
前后丁苯橡胶的热稳定性。
２ 结 果 与 讨 论
ＳＳＢＲ 的 接 枝 改 性 是 一 种 以 双 键 和 烯 丙 基 氢 为 接 枝 点 的 二烯烃聚合物 的 接 枝。 在 聚 合 反 应 过 程 中，既 存 在 接 枝 单 体 在接枝点上的链增长反应，也存 在 接 枝 点 之 间 的 交 联 反 应 ，因 此接枝率和凝胶率都是接 枝 产 物 的 控 制 指 标 。对 于 ＳＳＢＲ，通 过控制接枝反应条件，可得到高接枝率、低凝胶率的改性 ＳＳＢＲ。
溶液的体积，ｍＬ；Ｃ 为 ＨＣｌ的摩尔浓度，ｍｏｌ／Ｌ；Ｍ 为 ＡＡ 的摩
尔质量，ｇ／ｍｏｌ；ｍ 称取的接枝物的质量，ｇ。
１．３．２ 凝 胶 率 的 测 定
凝胶率 是 反 映 样 品 交 联 程 度 的 一 种 指 标。 凝 胶 率 Ｇｅｌ （％ ）表 示 样 品 中 已 交 联 部 分 占 原 样 量 的 质 量 份 数 ［６］。
锈钢网重量，ｇ；Ｃ 为加入到苯乙烯中的橡胶样品重量，ｇ。
１．３．３ 红 外 光 谱 测 试
用赛默飞世尔科技公司的 ＮＩＣＯＬＥＴ ６７００傅里叶 红 外 光
谱仪测接 枝 前 后 丁 苯 橡 胶 的 红 外 光 谱 图 ，扫 描 范 围 ４００～ ４０００ｃｍ－１，分 辨 率 ０．５ｃｍ－１。
１．３．４ 接 触 角 测 试
第 ４３ 卷 第 ９ 期 ２０１５ 年 ９ 月
化工新型材料 ＮＥＷ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ
Ｖｏｌ．４３ Ｎｏ．９ · １８３ ·
溶聚丁苯橡胶接枝丙烯酸的改性研究
杨金娟 林青峰 戴玉华＊ 胡睿轩 王 宇 李东新 谭旭东
（北 京 石 油 化 工 学 院 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ，特 种 弹 性 体 复 合 材 料 北 京 市 重 点 实 验 室 ，北 京 １０２６１７）
采用北京康森特科技有限公司的 ＫＴ－０９０６型号的真 空 压
膜机将接枝 前 后 的 橡 胶 制 成 表 面 光 滑 的 薄 片 ，然 后 用 ＪＹ－８２
型号的接触角测定仪测定接触角。
１．３．５ 热 重 分 析 测 试
采用瑞士梅特勒公司 ＴＧＡ／ＤＳＣ １型热重分析仪（氮气气
氛，升温速 率 为 １０℃／ｍｉｎ，氮 气 流 速 为 ５０ｍＬ／ｍｉｎ）测 试 接 枝
· １８４ ·
化工新型材料
第 ４３ 卷
（分 子 量 ９８．０６）的 含 量 ，接 枝 物 的 接 枝 率 （Ｇ）计 算 见 式 （１）。
Ｇ
＝
Ｍ（Ｖ空白 －Ｖ）ＣＨＣｌ １０００ ｍ
×１００％
（１）
式 中，Ｖ空白 为 未 接 枝 的 ＳＳＢＲ 作 空 白 样 时 消 耗 的wk.baidu.comＨＣｌ标
准溶液的体积，ｍＬ；Ｖ 为 接 枝 纯 化 后 的 样 品 消 耗 的 ＨＣｌ标 准
准确称取一定质量的 ＳＳＢＲ－ｇ－ＡＡ，置 于 １００ｍＬ 洁 净 干 燥
的锥形瓶内。按５％（ｗｔ，质 量 分 数，下 同）苯 乙 烯 溶 液 的 配 比
加入所需苯乙 烯 溶 剂，盖 上 瓶 塞 并 用 密 封 膜 密 封。 将 此 锥 形
瓶置于震荡 器 上，（２５±１）℃ 下 振 荡 １２ｈ 以 上，待 样 品 完 全 溶
热失重分析仪（ＴＧＡ／ＤＳＣ１型），瑞士梅特勒公司；红 外 光 谱仪，（ＮＩＣＯＬＥＴ６７００型），赛默飞世尔科 技 有 限 公 司 产 品；接 触 角 测 定 仪 （ＪＹ－８２ 型 ），承 德 鼎 盛 试 验 机 检 测 设 备 有 限 公 司 。
１．２ 实 验 方 法
１．２．１ 接 枝 物 合 成 称取一定量的 Ｓ－ＳＢＲ 用 溶 剂 （正 己 烷 和 环 己 烷 的 混 合 溶
关 键 词 溶 聚 丁 苯 橡 胶 ，丙 烯 酸 ，接 枝 率 ，凝 胶 率
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｇｒａｆｔｉｎｇ ｏｆ ＳＳＢＲ ｗｉｔｈ ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ
Ｙａｎｇ Ｊｉｎｊｕａｎ Ｌｉｎ Ｑｉｎｇｆｅｎｇ Ｄａｉ Ｙｕｈｕａ Ｈｕ Ｒｕｉｘｕａｎ Ｗａｎｇ Ｙｕ Ｌｉ Ｄｏｎｇｘｉｎ Ｔａｎ Ｘｕｄｏｎｇ
解后，取出锥形 瓶 静 置。 将 溶 解 完 全 的 样 品 溶 液 全 部 移 入 准
确称重过的３６０目 的 干 净 的 不 锈 钢 网 过 滤 器，在 真 空 泵 的 抽
吸下过滤（注意：倾注胶样液 面 不 能 高 于 网 沿 下 １／３ 处），再 用
适量的溶剂洗 涤 ３次，将 每 次 洗 涤 液 倒 入 过 滤 网 内 过 滤。 然
摘 要 为提高溶聚丁苯橡胶（ＳＳＢＲ）与极性物质的相容性，以丙 烯 酸（ＡＡ）为 极 性 单 体 对 ＳＳＢＲ 进 行 接 枝 改 性。 研 究了 ＡＡ 用量、引发剂（ＢＰＯ）用量、反应温度和应时间对接枝聚合物接枝率和凝胶率的影响。通 过 优 化 制 备 条 件，在 实 验 范围内 ＳＳＢＲ－ｇ－ＡＡ 接枝率最高为１．２６％，凝胶率为０．７８％。并对接枝产物进行了红外、热重和接触角的分析表征。
后将过滤网正面放置于洁净的带盖搪瓷盘中，放入 １００℃ 鼓 风
热烘箱烘烤３０～６０ｍｉｎ后，取出过 滤 网 放 置 于 干 燥 器 中，冷 却
至室温，准 确 称 重 过 滤 后 网 的 重 量 。 按 式 （２）计 算 胶 中 凝 胶
含量。
Ｇｅｌ％ ＝ （Ａ －Ｂ）／Ｃ
（２）
式中，Ａ 为不锈钢网＋网 面 苯 乙 烯 不 溶 物 重 量，ｇ；Ｂ 为 不
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ＳＳＢＲ，ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ，ｇｒａｆｔｉｎｇ ｒａｔｉｏ，ｇｅｌ ｒａｔｉｏ
溶聚丁苯橡 胶 （ＳＳＢＲ）是 苯 乙 烯 和 丁 二 烯 两 种 单 体 经 阴 离子共聚而生成的弹性体共 聚 物［１］，具 有 耐 磨 、耐 寒、生 热 低、 回弹性好、纯度 高 及 硫 化 速 度 快 等 优 点［２］，其 物 理 机 械 性 能 、 加工性能及制品 的 使 用 性 能 都 接 近 于 天 然 橡 胶，广 泛 应 用 于 轮胎、胶带、胶 管、电 线 电 缆、医 疗 器 具 及 各 种 橡 胶 制 品 等 领 域。在作胎面胶使 用 的 过 程 中，由 于 白 炭 黑 的 表 面 极 性 较 强 且粒径小，使得 ＳＳＢＲ 这 种 非 极 性 橡 胶 与 它 的 相 容 性 较 差［３］， 会影响轮胎的抗湿滑性、耐摩擦 性 及 滚 动 阻 力 等 性 能，故 而 需 对 其 进 行 改 性 。 丁 苯 橡 胶 （ＳＢＲ）的 改 性 方 法 颇 多 ，常 用 的 改 性 方法有共混法、接枝法和环氧 化 法。其 中，接 枝 法 操 作 简 便 经 济，接枝产品灵活多变，是改善 ＳＢＲ 的 使 用 性 能、扩 大 ＳＢＲ 应 用 范 围 的 主 要 方 法 之 一［４］。
２．１ ＡＡ 用量对接枝共聚反应的影响
在 ＢＰＯ 用量为５％（相 对 于 ＳＳＢＲ），６０℃ 反 应 ３ｈ 的 条 件 下，产物的接枝率和凝胶率随 ＡＡ 用 量 改 变 而 变 化 的 情 况，见 图１。从图１可看出，随 着 ＡＡ 用 量 的 增 加，接 枝 率 呈 现 先 增 大后减小的趋势，凝胶率则相反。当 ＡＡ 用量为 ２５％ 时，接 枝 率 最 大 ，达 到 １．２１％ ，凝 胶 率 最 小 为 ０．９％ 。
１ 实 验 部 分
１．１ 试 剂 和 仪 器
ＳＳＢＲ（牌号２３０５），中国石化北京 燕 山 石 油 化 工 股 份 有 限 公司；丙烯酸（ＡＡ）、过 氧 化 苯 甲 酰 （ＢＰＯ），分 析 纯，天 津 市 福 晨化学试剂厂；溶 剂 （正 己 烷 和 环 己 烷 的 混 合 溶 剂 ）、苯 乙 烯， 燕 山 石 化 橡 胶 一 厂 ；无 水 乙 醇 （分 析 纯 ），北 京 化 工 厂 。
数。测定方法如下：用 电 子 天 平 准 确 称 取 干 燥 好 的 精 制 接 枝 物样品，质量计为约（０．２ｇ）溶 于 ２０ｍＬ 丙 酮 中，再 用 移 液 管 准 确移取１０ｍＬ 的 ０．０１ｍｏｌ／Ｌ ＮａＯＨ－乙 醇 标 准 溶 液，在 水 浴 中 （６０℃）磁力搅拌２ｈ充分 中 和 ＡＡ 后，加 入 ２ 滴 ０．１％ 的 甲 基 红－乙醇溶液作指示剂，用 事 先 准 确 标 定 的 ０．０１ｍｏｌ／Ｌ 的 ＨＣｌ 溶液（用无水碳 酸 钠 标 定）滴 定 未 反 应 的 ＮａＯＨ，消 耗 的 ＨＣｌ 标准溶液的体 积 计 为 Ｖ［５］。 为 了 消 除 系 统 误 差 ，必 须 做 空 白 滴定，消耗的 ＨＣｌ标准溶液的体积计为Ｖ空白 ，从 而 算 出 ＭＡＨ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２６１７）
基 金 项 目 ：燕 山 石 化 科 研 委 托 项 目 （Ｈ２０１２－０５１）；北 京 市 本 科 生 科 学 研 究 计 划 项 目 （２０１３Ｊ０００６３） 作 者 简 介 ：杨 金 娟 （１９８７－），女 ，在 读 硕 士 研 究 生 ，从 事 橡 胶 改 性 方 面 的 研 究 。 联 系 人：戴玉华（１９７１－），女，博士，副教授，主要从事阴离子聚合、橡胶改性及功能高分子方面的研究。
在真空干 燥 箱 中 将 ＳＳＢＲ－ｇ－ＡＡ 烘 干，并 称 取 一 定 量 的 ＳＳＢＲ－ｇ－ＡＡ 放入索氏抽 提 器 中 用 无 水 乙 醇 萃 取 ２４ｈ，再 将 提 纯后的聚合物在真空干燥箱中干燥至恒重。
１．３ 测 试 方 法
１．３．１ 接 枝 率 的 测 定 产物的接枝 率 （ＧＹ ）是 指 接 枝 产 物 中 含 ＡＡ 单 体 的 百 分
这是由于在游离基聚合反应中动力学链长与单体浓度成 正比的缘故。当引 发 剂 的 量 一 定 时，其 分 解 产 生 的 自 由 基 也
是一定的，随着 ＡＡ 用量的增加，其 与 自 由 基 碰 撞 的 概 率 也 会 增大，所以接枝 率 会 呈 现 增 大 的 趋 势。 而 凝 胶 率 的 变 化 趋 势 相反，这可能 是 由 于 凝 胶 会 导 致 分 子 链 缠 结 ，影 响 自 由 基 扩 散 ，从 而 对 接 枝 反 应 造 成 影 响 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｏｌｕｔｉｏｎ－ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｄ ｓｔｙｒｅｎｅ－ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｒｕｂｂｅｒ （ＳＳＢＲ）ｗｉｔｈ
ｐｏｌａｒ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ，ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ＳＳＢＲ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｇｒａｆｔｉｎｇ ｗｉｔｈ ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ （ＡＡ）ａｓ ｇｒａｆｔ ｍｏｎｏｍｅｒ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕ－ ｅｎｃｅｓ ｏｆ ＡＡ ｃｏｎｔｅｎｔ，ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ＢＰＯ，ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ＡＡ ｇｒａｆｔｉｎｇ ＳＳＢＲ ａｎｄ ｇｅｌ ｒａｔｉｏ ｗｅｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｉｎ ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｓｔｕｄｙ，ｔｈｅ ｇｒａｆｔｉｎｇ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ＳＳＢＲ－ｇ－ＡＡ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｕｎｄｅｒ ｏｐｔｉｍｕｍ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ ａ ｍａｘｉｍｕｍ ｏｆ １．２６％ ，ｗｈｉｌｅ ｉｔｓ ｇｅｌ ｒａｔｉｏ ｗａｓ ｏｎｌｙ ０．７８％ ．Ｔｈｅ ｇｒａｆｔｅｄ ＳＳＢＲ ｗａｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ＦＩＴＲ，ｔｈｅｒｍａｌ ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ （ＴＧ）ａｎｄ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ ａｎａｌｙｓｉｓ．
前后丁苯橡胶的热稳定性。
２ 结 果 与 讨 论
ＳＳＢＲ 的 接 枝 改 性 是 一 种 以 双 键 和 烯 丙 基 氢 为 接 枝 点 的 二烯烃聚合物 的 接 枝。 在 聚 合 反 应 过 程 中，既 存 在 接 枝 单 体 在接枝点上的链增长反应，也存 在 接 枝 点 之 间 的 交 联 反 应 ，因 此接枝率和凝胶率都是接 枝 产 物 的 控 制 指 标 。对 于 ＳＳＢＲ，通 过控制接枝反应条件，可得到高接枝率、低凝胶率的改性 ＳＳＢＲ。
溶液的体积，ｍＬ；Ｃ 为 ＨＣｌ的摩尔浓度，ｍｏｌ／Ｌ；Ｍ 为 ＡＡ 的摩
尔质量，ｇ／ｍｏｌ；ｍ 称取的接枝物的质量，ｇ。
１．３．２ 凝 胶 率 的 测 定
凝胶率 是 反 映 样 品 交 联 程 度 的 一 种 指 标。 凝 胶 率 Ｇｅｌ （％ ）表 示 样 品 中 已 交 联 部 分 占 原 样 量 的 质 量 份 数 ［６］。
锈钢网重量，ｇ；Ｃ 为加入到苯乙烯中的橡胶样品重量，ｇ。
１．３．３ 红 外 光 谱 测 试
用赛默飞世尔科技公司的 ＮＩＣＯＬＥＴ ６７００傅里叶 红 外 光
谱仪测接 枝 前 后 丁 苯 橡 胶 的 红 外 光 谱 图 ，扫 描 范 围 ４００～ ４０００ｃｍ－１，分 辨 率 ０．５ｃｍ－１。
１．３．４ 接 触 角 测 试
第 ４３ 卷 第 ９ 期 ２０１５ 年 ９ 月
化工新型材料 ＮＥＷ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ
Ｖｏｌ．４３ Ｎｏ．９ · １８３ ·
溶聚丁苯橡胶接枝丙烯酸的改性研究
杨金娟 林青峰 戴玉华＊ 胡睿轩 王 宇 李东新 谭旭东
（北 京 石 油 化 工 学 院 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ，特 种 弹 性 体 复 合 材 料 北 京 市 重 点 实 验 室 ，北 京 １０２６１７）
采用北京康森特科技有限公司的 ＫＴ－０９０６型号的真 空 压
膜机将接枝 前 后 的 橡 胶 制 成 表 面 光 滑 的 薄 片 ，然 后 用 ＪＹ－８２
型号的接触角测定仪测定接触角。
１．３．５ 热 重 分 析 测 试
采用瑞士梅特勒公司 ＴＧＡ／ＤＳＣ １型热重分析仪（氮气气
氛，升温速 率 为 １０℃／ｍｉｎ，氮 气 流 速 为 ５０ｍＬ／ｍｉｎ）测 试 接 枝
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化工新型材料
第 ４３ 卷
（分 子 量 ９８．０６）的 含 量 ，接 枝 物 的 接 枝 率 （Ｇ）计 算 见 式 （１）。
Ｇ
＝
Ｍ（Ｖ空白 －Ｖ）ＣＨＣｌ １０００ ｍ
×１００％
（１）
式 中，Ｖ空白 为 未 接 枝 的 ＳＳＢＲ 作 空 白 样 时 消 耗 的wk.baidu.comＨＣｌ标
准溶液的体积，ｍＬ；Ｖ 为 接 枝 纯 化 后 的 样 品 消 耗 的 ＨＣｌ标 准
准确称取一定质量的 ＳＳＢＲ－ｇ－ＡＡ，置 于 １００ｍＬ 洁 净 干 燥
的锥形瓶内。按５％（ｗｔ，质 量 分 数，下 同）苯 乙 烯 溶 液 的 配 比
加入所需苯乙 烯 溶 剂，盖 上 瓶 塞 并 用 密 封 膜 密 封。 将 此 锥 形
瓶置于震荡 器 上，（２５±１）℃ 下 振 荡 １２ｈ 以 上，待 样 品 完 全 溶
热失重分析仪（ＴＧＡ／ＤＳＣ１型），瑞士梅特勒公司；红 外 光 谱仪，（ＮＩＣＯＬＥＴ６７００型），赛默飞世尔科 技 有 限 公 司 产 品；接 触 角 测 定 仪 （ＪＹ－８２ 型 ），承 德 鼎 盛 试 验 机 检 测 设 备 有 限 公 司 。
１．２ 实 验 方 法
１．２．１ 接 枝 物 合 成 称取一定量的 Ｓ－ＳＢＲ 用 溶 剂 （正 己 烷 和 环 己 烷 的 混 合 溶
关 键 词 溶 聚 丁 苯 橡 胶 ，丙 烯 酸 ，接 枝 率 ，凝 胶 率
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｇｒａｆｔｉｎｇ ｏｆ ＳＳＢＲ ｗｉｔｈ ａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ
Ｙａｎｇ Ｊｉｎｊｕａｎ Ｌｉｎ Ｑｉｎｇｆｅｎｇ Ｄａｉ Ｙｕｈｕａ Ｈｕ Ｒｕｉｘｕａｎ Ｗａｎｇ Ｙｕ Ｌｉ Ｄｏｎｇｘｉｎ Ｔａｎ Ｘｕｄｏｎｇ
解后，取出锥形 瓶 静 置。 将 溶 解 完 全 的 样 品 溶 液 全 部 移 入 准
确称重过的３６０目 的 干 净 的 不 锈 钢 网 过 滤 器，在 真 空 泵 的 抽
吸下过滤（注意：倾注胶样液 面 不 能 高 于 网 沿 下 １／３ 处），再 用
适量的溶剂洗 涤 ３次，将 每 次 洗 涤 液 倒 入 过 滤 网 内 过 滤。 然
摘 要 为提高溶聚丁苯橡胶（ＳＳＢＲ）与极性物质的相容性，以丙 烯 酸（ＡＡ）为 极 性 单 体 对 ＳＳＢＲ 进 行 接 枝 改 性。 研 究了 ＡＡ 用量、引发剂（ＢＰＯ）用量、反应温度和应时间对接枝聚合物接枝率和凝胶率的影响。通 过 优 化 制 备 条 件，在 实 验 范围内 ＳＳＢＲ－ｇ－ＡＡ 接枝率最高为１．２６％，凝胶率为０．７８％。并对接枝产物进行了红外、热重和接触角的分析表征。