超臨界二氧化碳中天然橡膠的接枝改性研究-wenkub
2023-07-12 15:59:43 本頁面
【正文】 非極性溶劑性差，硬度小、強(qiáng)度不大，這些在一定程度上都限制了天然橡膠更廣泛的應(yīng)用。在NR分子鏈上接枝甲基丙烯酸甲酯(MMA)，接枝產(chǎn)物為天然橡膠和甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物NRgMMA，簡稱“天甲橡膠”，商品名為MG。因此，開發(fā)清潔的“綠色溶劑”來取代常規(guī)的、對人體及環(huán)境有害的有機(jī)溶劑就顯得十分重要和迫切。SCCO2對絕大多數(shù)聚合物只能溶脹，因此以SCCO2作為反應(yīng)介質(zhì)對NR進(jìn)行接枝改性必須用非均相聚合法如分散聚合法合成。盡管早在1992年，美國北卡大學(xué)的DeSimone[3]教授就報(bào)導(dǎo)了以SCCO2為溶劑的1,1一二氫全氟辛基丙烯酸酯(FOA)的自由基均聚反應(yīng)，使得以SCCO2為綠色溶劑的聚合反應(yīng)研究空前活躍，但迄今為止，仍未見利用SCCO2分散聚合法對NR進(jìn)行MMA接枝改性的研究和報(bào)導(dǎo)。待NR全部溶解于甲苯后升溫至80℃[4]，恒溫后再將攪拌器減速至100r/min，將溫度計(jì)換成滴液漏斗， BPO[5]與6g MMA [6]的混合物，1h內(nèi)滴完，然后繼續(xù)恒溫反應(yīng)4h[7]。密封高壓釜，打開二氧化碳鋼瓶，二氧化碳經(jīng)過冷凝器(7℃)冷卻成液態(tài)，再由注射泵打入高壓釜。2小時(shí)后升溫至65℃，CO2壓力升高至34MPa，恒溫反應(yīng)5個(gè)小時(shí)。然后將烘干產(chǎn)物放入索氏提取器，用石油醚(沸程30~60℃)回流[5]24h，以萃取出游離的橡膠烴，將剩余產(chǎn)物置于真空干燥箱中于65℃干燥至恒重(24h)。儀器的分辨率：9cm1，掃描范圍：4000500cm1，掃描次數(shù)：64。2 結(jié)果和討論 IR分析結(jié)果天然膠乳干膠NR、溶液法合成的NRgMMA和SCCO2法合成的NRgMMA的傅立葉紅外光譜(FTIR)圖如圖Ⅲ所示。 單體接枝效率(Ge)、 接枝率(Gy)的分析從圖Ⅳ所示，接枝效率較高，表明聚合反應(yīng)中參與共聚的MMA單體量較參與均聚反應(yīng)的量多，即反應(yīng)以接枝共聚反應(yīng)為主，而均聚反應(yīng)為副反應(yīng)；接枝率不高，表明改性得到的接枝共聚產(chǎn)物中MMA單體的含量不高。剛性增強(qiáng)，拉伸時(shí)產(chǎn)生的形變相對減小，因而接枝后的天然橡膠的斷裂伸長率較改性前有所下降。這是因?yàn)榻又η疤烊幌鹉z大分子鏈?zhǔn)侨嵝缘闹辨湥M成大分子的原子不斷旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)，使分子鏈成卷縮狀態(tài)，因而由蜷曲的橡膠鏈組成的粒子形態(tài)有較大差異。(3) 對接枝前后的天然橡膠進(jìn)行力學(xué)性能、耐油性的測試，結(jié)果表明，接枝天然橡膠的拉伸強(qiáng)度、硬度、耐油性都有了明顯的提高。 graft modification；solution polymerization。參 考 文 獻(xiàn)[1] 何森泉, 李蕾, 古昆等. 降解天然膠乳與甲基丙烯酸甲酯共聚的研究. 云南化工，1997,(3): 19~22[2] F. E. Okieimen, I. N. Urhoghide. Graft Copolymerization of Acrylonitrile and Methyl Methacrylate Monomer Mixtures on Crumb Natural Rubber. J. Appl. Polym. Sci., 2002,84: 1872~1877[3] DeSimone J M, Guan Z, Elsbernd . Synthesis of fluoropolymers in supercritical carbon dioxide[J]. Science,1992, 257: 945~947[4] 朱軍. 氯丁橡膠和MMA的接枝共聚研究. 粘接，2002,23(3): 27~30[5] 劉祥義, 付惠, 張加研等. 降解天然橡膠膠乳的接枝共聚研究. 化學(xué)世界，2003,(7): 353~355[6] C. Nakason, A. Kaesaman, K. Eardrod. Cure and mechanical properties of natural rubbergpoly(methyl methacrylater) cassava starch poun
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