稀土催化剂顺式聚丁二烯橡胶

稀土催化剂顺式聚丁二烯橡胶稀土催化剂顺式聚丁二烯橡胶稀土催化剂顺式聚丁二烯橡胶第26卷第2期 2005年4月特种橡胶制品 SpecialPurposeRubberProducts VoI.26NO.2 April2005 稀土催化剂顺式聚丁二烯橡胶* 张学权张新惠.李柏林. (中国科学院长春应用化学研究所,吉林长春l30022) 摘要:稀土催化剂顺式聚T-烯橡胶(NdBR)不仅顺式1.4一结构含量(>97)高于镍顺丁橡胶(NiBR)(约 95).而且具有较高的拉伸强度,撕裂强度,回弹,抗湿滑性.以及较低的生热和...

稀土催化剂顺式聚丁二烯橡胶稀土催化剂顺式聚丁二烯橡胶第26卷第2期 2005年4月特种橡胶制品 SpecialPurposeRubberProducts VoI.26NO.2 April2005 稀土催化剂顺式聚丁二烯橡胶* 张学权张新惠.李柏林. (中国科学院长春应用化学研究所,吉林长春l30022) 摘要:稀土催化剂顺式聚T-烯橡胶(NdBR)不仅顺式1.4一结构含量(>97)高于镍顺丁橡胶(NiBR)(约 95).而且具有较高的拉伸强度,撕裂强度,回弹,抗湿滑性.以及较低的生热和滚动阻力.这些性能对制造绿色轮胎十分有用.实验结果还表明,新癸酸钕催化体系更有特点. 关键词:稀土催化剂;顺丁橡胶;轮胎;硫化中图分类号:TQ333.2文献标识码:A文章编号:1005—4030(2005)02,0001—02 为了提高轮胎的安全性,延长使用寿命,以及降低油耗等,必须改善其对于湿路面抓着能力(牵引性),降低滚动阻力,提高耐磨性.为此,开发能用稀土满足这些性能要求的合成橡胶十分必要. 催化剂,如新癸酸钕(C),环烷酸钕(N)等聚合得到的顺式1,4聚丁二烯橡胶(NdBR)具有良好的抗湿滑性和较低的滚动阻力,而耐磨性仍能保持良好的水平[1].与镍催化聚丁二烯橡胶(NiBR) 相比,NdBR不仅具有较高的顺式l,4结构含量 (97%),而且它们的应力一应变,弹性,生热,湿滑以及滚动阻力等性能都有特点.本文对用两种稀土催化剂得到的NdBR的性能进行了研究,并与 NiBR(BR9000)作了对比. 1实验 1.1原材料环烷酸钕聚丁二烯橡胶(N—NdBR)和新癸酸钕聚丁二烯橡胶C—NdBR为锦州石化生产;镍催化聚丁二烯橡胶(NiBR)为锦州石化公司产品,牌号为BR9000.炭黑为高耐磨炉黑N330,其余配合剂均为市售品. 1.2混炼胶配方及硫化条件混炼胶配方为:生胶100;硬脂酸2;氧化锌4; 收稿日期:2004—12—10 作者简介:张新惠(1939一),女,研究员,从事高分子材料加工及性能研究. 本文英文稿曾在2004年8月IUPACICOS-15(名古 * 屋)国际会议上发表. 防老剂RDl;促进剂CBS0.9;硫黄1.5;N33050. 根据硫化仪测试结果确定胶料的正硫化点为 l5O.C×l8min. 1.3性能测试除粘弹性和滚动阻力外,其他性能均按国家标准规定进行测定. 2结果与讨论 2.1生胶特性实验所用3种顺丁橡胶生胶性能如表l所示. 表1生胶性能结果表明,无论采用环烷酸稀土或新癸酸稀土得到的顺丁橡胶的顺式l,4结构含量(97%)都高于镍催化聚丁二烯橡胶(95%).尽管NdBR 的特性粘度[]高于NiBR,但是它们的本体粘度 ML值却稍微低于NiBR,从而它们的ML/E]比值明显较NiBR低.这表明NdBR的分子链具有良好的线形,而NiBR则可能存在一些长链支化和链缠结.此外,两种NdBR的相对分子质量分布,MWD都比NiBR窄.且C-NdBR的相对分 2特种橡胶制品第26卷第2期子质量,MWD以及ML的值都较N—NdBR的低. 2.2流变行为采用MDR一2000E流变仪在150.C下测得的混炼胶的流变特性示于表2. 表2流变特性(1501C) 由N—NdBR和C—NdBR焦烧时间,.以及正硫化时间,..都较NiBR稍长表明,NdBR有较好的硫化安定性.由此确定混炼胶料15O?下的正硫化点为18rain.此外,在相同的配方下,两种 NdBR较高的转矩值表明它们与炭黑之间具有更好的相互作用和相容性.并预示NdBR硫化胶有较高的定伸应力. 2.3硫化胶性能表3给出的是3种硫化胶的物理机械性能以及动态力学性能. 结果表明,C-NdBR的硬度,300%的定伸应力,拉伸强度,撕裂强度以及回弹性等都优于Ni— BR,而N—NdBR与之相当.但是两种NdBR的动态力学性能,如磨耗,动态变形,生热,干湿滑等性能,尤其抗湿滑性能都明显优于NiBR. 特别值得指出的是,无论从用Metravib MAK一04型粘弹谱仪测得的粘弹谱图得到6O|C 下的tan6值,或用DRPL型旋转能量损耗仪测得的滚动阻力值,都表明无论采用哪一种稀土催化剂,得到的NdBR都有比NiBR明显低的滚动阻力.这对制造绿色轮胎非常重要. 表3硫化胶性能此外,结果还表明,C—NdBR无论在拉伸强度,撕裂强度,拉断伸长率,回弹性,或是磨耗,湿滑以及滚动阻力等性能方面都优于N—NdBR.所以,新癸酸钕催化体系更值得注意. 参考文献: [1]傅彦杰,赵振华,曹振刚.国产钕系BR的综合性能[J].合成橡胶工业,1999,22(3):140. [23张薪惠,李柏林,蔡洪光.新癸酸钕系顺丁橡胶的性能[J]. 合成橡胶工业,2001.24(1):18. Cis..polybutadieneSynthesizedwithRare-earthCatalysts ZHAGXin—hui,LlBai—lin,ZHANGXlAe—quan (ChangchunInstituteofAppliedChemistry,ChineseAcademyofSciences,Changchun,130 022. China) Abstract:Cis71,4-polybutadienerubbersweresynthesizedwithrare— earthcatalystsystems(Nd— BR),suchasNeodymiumnaphthenate,andNeodymiumcaprate.Thepropertiesincludingstr ess— strain,rebound,heatbuild—up,wet— skidandrollingresistance,aswellasabrasionwerestudied.and comparedwithNiBRpolymerizedwithnickelcatalystsystem.TheresultsshowedthatNdB Rhad highercis一 1,4-content(~>97~//0)thanNiBR(95%).Besides,NdBRpossessedhighertensilestrength. reboundaswellaswetskidresistance,butlowerheatbuild— upandrollingresistance,whichwasbet— terthanthatofNiBR.Thesepropertieswouldbeveryusefulformakingthegreentire. Theresults alsoshowedthatNdBRwithNd-capratecatalystwassuperiortothatonewithNd— naphthenate. Keywords:rare—earthcatalyst,cis—polybutadienerubber,tyre,cure

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