System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 高乙烯侧基的胺基官能化聚异戊二烯橡胶的制备与应用制造技术_技高网

高乙烯侧基的胺基官能化聚异戊二烯橡胶的制备与应用制造技术

技术编号:45051148 阅读:1 留言:0更新日期:2025-04-22 17:36
本发明专利技术涉及一类高乙烯侧基的胺基官能化聚异戊二烯橡胶的制备与应用。本发明专利技术通过经典负离子聚合反应,在惰性有机烃类溶剂中,在新型双环胺类调节剂/烷基锂引发异戊二烯聚合,同时引入胺基官能化单体通过原位共聚制备高乙烯侧基的胺基官能化聚异戊二烯橡胶。该橡胶乙烯基侧基最高含量在90‑95%范围,其中聚异戊二烯1,2结构在20%‑30%范围内可调,3,4‑结构在60‑75%范围内可调,其余为1,4‑结构。另外,胺基官能化程度可在0%‑50%范围内可调,产物分子量可控和分子量分布窄(1.03‑1.20)。与现有技术相比,本发明专利技术设计的调节剂具有对1,2‑结构更强的结构调控能力和温度不敏感特性,胺基官能化单体种类丰富,且反应条件温和,操作简便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二烯烃橡胶合成领域,尤其涉及一种高乙烯侧基的胺基官能化聚异戊二烯橡胶。


技术介绍

1、相对于单烯烃,二烯烃通过多种活性/可控聚合方法制备的产品因其异构体种类多,性能多样化特点而广泛用作橡胶轮胎、粘合剂、高频低损耗通讯关键材料、高端阻尼材料和高分子改性材料等。其中以聚异戊二烯为例,比如,高顺式1,4-聚异戊二烯具有天然橡胶优异的弹性而用作橡胶轮胎材料,高反式1,4-聚异戊二烯具有类似天然杜仲胶优异的结晶性能而用作高尔夫球壳材料,高乙烯基侧基的聚异戊二烯由于其丰富的乙烯基侧链(包括1,2-结构和3,4-结构,由于空间位阻原因导致1,2-结构反应活性高于3,4-结构)和高度饱和的主链结构,常通过固化工艺合成高端的密封件或阻尼材料。因此,对与二烯烃微观结构的设计调控具有重要的研究意义。

2、经典的活性负离子聚合(lap)在二烯烃微观结构的调控方面优势很大,可以借助多种工艺添加剂和工艺条件来实现不改变聚合活性可控特征的前提条件下实现微观结构的精制设计调控。尽管如此,lap在设计合成高乙烯侧基聚异戊二烯方面也存在一个关键难题:如何提高聚异戊二烯链中活性更高的1,2-结构?众所周知,lap领域研究中调控二烯烃微观结构常用路易斯碱极性调节剂。调节剂体系目前常用包括鳌合醚类调节剂(如双四氢糠丙烷dthfp),鳌合胺醚类调节剂(如n,n-二甲基四氢糠胺thfp)和鳌合胺类调节剂(如n,n,n’,n’-四甲基乙二胺tmeda)。湖南理工学院谢锋历硕士论文《高效不对称四氢呋喃基醚/胺类调节剂的合成及其应用研究》中详细考察了胺醚类高效调节剂对二烯烃乙烯基含量调控作用,发现大部分调节剂对聚丁二烯1,2-结构的极限是90%,虽然对异戊二烯总乙烯结构含量也可以达到90%,但对异戊二烯1,2-结构的调控能力十分有限(不高于20%)。目前已报道的调节剂种类中,仅有n,n-二哌啶乙烷可以在低温条件下(0-30℃)实现99%的1,2-聚丁二烯的可控合成,这要归结于该类型调节剂特有的空间构型限制作用(chem.sci.,2024,15,20493-20502)。但将dpe运用于异戊二烯聚合时发现独特的空间位阻效应有利于3,4-结构的形成,1,2-结构含量低于20%。但理论上可以利用这种独特的空间限制作用,在dpe母体骨架中引入特有的取代基团以增加更显著的位阻效应和与烷基锂原子更加紧密的配位络合作用。因此本专利利用独特的推电子取代烷基和杂原子协同配位作用,设计合成了一系列用于合成更高1,2-结构的高乙烯基侧基聚异戊二烯橡胶。

3、另外,我们发现聚异戊二烯橡胶受限于自身的非极性特性,用于改性轮胎或其它高分子材料时存在相容性问题和与无机填料的分散性问题,因此需要对其进行极性化改性。目前极性化改性策略包括原位引入和后胺基官能化改性两种,原位改性具有工艺简便,后处理工艺简单,后处理成本低廉的特点。市场调研发现目前功能化聚二烯烃橡胶在高频6g通讯/环氧树脂增韧/密封器件等多种行业领域有重要应用价值。目前关于高1,2-结构含量的胺基官能化聚异戊二烯橡胶的专利未见报道。


技术实现思路

1、有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种高乙烯侧基的胺基官能化聚异戊二烯橡胶的制备与应用。本专利技术提供的制备方法以新型双环胺类化合物为关键调节剂,以胺基官能化单体为共聚单体,提供一种原味共聚阴离子聚合工艺制备高乙烯侧基胺基官能化聚异戊二烯橡胶的方法。

2、为实现上述专利技术目的,本专利技术提供以下技术方案:

3、本专利技术提供了一种高乙烯侧基的胺基官能化聚异戊二烯橡胶的制备方法,包括以下步骤:

4、在无水无氧惰性气体氛围下,将惰性有机烃类溶剂,新型双环胺结构调节剂,烷基锂引发剂,异戊二烯和胺基官能化单体混合进行阴离子共聚,得到高1,2-结构的高乙烯基侧基胺基官能化聚异戊二烯橡胶。

5、优选地,所描述的新型双环胺结构调节剂为nn-1~12所示结构化合物中的任一种或多种,更优选nn-1,nn-2,nn-5,nn-6,nn-7,nn-8,nn-9,nn-11和nn-12.

6、

7、优选地,新型调节剂与烷基锂摩尔比为(0.1-10):1,更优选为(0.25-5):1.

8、优选地,所描述的胺基官能化单体为vb-1~14所示结构化合物中的任一种或多种。

9、

10、优选地,所描述的胺基官能化单体占单体质量分数为0-50%。

11、优选地,所描述的聚合反应的温度为-10-80℃,时间0.05-24h。

12、本专利技术提供的制备方法得到的胺基官能化聚异戊二烯橡胶,1,2-结构含量在20-30%,3,4-结构在60-75%。

13、优选地,所述胺基官能化聚异戊二烯橡胶数均分子量为1000-200000g/mol。

14、优选地,所述胺基官能化聚异戊二烯橡胶分子量分布为1.03-1.20。

15、本专利技术通过阴离子聚合制备的高乙烯基侧基的胺基官能化聚异戊二烯橡胶,以新型双环胺类化合物为关键调节剂,以胺基官能化单体为共聚单体,得到的聚异戊二烯橡胶具有更高的1,2-结构,分子量可控,分子量分布很窄,胺基官能化程度可控,胺基官能化基团选择范围广,且本专利技术提供的制备方法聚合条件温和,成本低廉,操作适宜工业化。

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【技术保护点】

1.一种高乙烯侧基的胺基官能化聚异戊二烯橡胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所描述的制备方法,其特征在于,所描述的新型双环胺类调节剂为NN-1~12所示结构化合物中的任一种:

3.根据权利要求1所描述的制备方法,新型双环胺类调节剂与烷基锂的摩尔比为(0.1-10):1。

4.根据权利要求1所描述的制备方法,其特征在于,所描述的胺基官能化单体为VB-1~14所示结构化合物中的任一种:

5.根据权利要求1所描述的制备方法,其特征在于,所描述的胺基官能化单体占单体质量分数为0-50%。

6.根据权利要求1所描述的制备方法,其特征在于,所描述的聚合反应的温度为-10-80℃,时间0.05-24h。

7.根据权利要求1-6所描述的制备方法得到的高乙烯侧基的胺基官能化聚异戊二烯橡胶,1,2-结构含量在20-30%,3,4-结构在60-75%。

8.根据权利要求7所描述的高乙烯侧基的胺基胺基官能化聚异戊二烯橡胶,其特征在于,所述胺基官能化聚异戊二烯橡胶数均分子量为1000-200000g/mol。

9.根据权利要求7所描述的胺基官能化聚异戊二烯橡胶,其特征在于,所述胺基官能化聚异戊二烯橡胶分子量分布为1.03-1.20。

10.权利要求7-9任一项所述的胺基官能化聚异戊二烯橡胶可用作绿色轮胎抗湿滑橡胶改性剂,环氧树脂增韧改性橡胶或高频通讯覆铜板粘合固化树脂。

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【技术特征摘要】

1.一种高乙烯侧基的胺基官能化聚异戊二烯橡胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所描述的制备方法,其特征在于,所描述的新型双环胺类调节剂为nn-1~12所示结构化合物中的任一种:

3.根据权利要求1所描述的制备方法,新型双环胺类调节剂与烷基锂的摩尔比为(0.1-10):1。

4.根据权利要求1所描述的制备方法,其特征在于,所描述的胺基官能化单体为vb-1~14所示结构化合物中的任一种:

5.根据权利要求1所描述的制备方法,其特征在于,所描述的胺基官能化单体占单体质量分数为0-50%。

6.根据权利要求1所描述的制备方法,其特征在于,所描述的聚合反应的温度为-1...

【专利技术属性】
技术研发人员:王雨洁李立军杨洋戴琪琪韩新宇张捷汛韩旭鹏龙耀刘坤
申请(专利权)人:湖南理工学院
类型:发明
国别省市:

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