摘要

由于取代基的共轭效应和空间位阻效应,αα-甲基苯乙烯(AMS)的聚合上限温度低,利用自由基均聚反应很难生成高相对分子质量的均聚物。但AMS可以与其他单体进行共聚反应,得到高相对分子质量的共聚物。本文基于AMS共聚物在高温下能裂解产生自由基,可以作为大分子引发剂的结构特性,首先合成了不同AMS结构单元含量的AMS/BMA(甲基丙烯酸丁酯)和AMS/GMA(甲基丙烯酸缩水甘油酯)共聚物。然后研究了这些AMS共聚物与橡胶的交联反应,实验结果证实了 AMS共聚物可作为一种新型的橡胶硫化剂。本文第一部分研究了 AMS共聚物中AMS含量和AMS共聚物用量对不同橡胶凝胶含量的影响。随共聚物中AMS结构单元含量的增加,硫化胶的凝胶含量呈先升后降的趋势,当AMS占15.8 mol%时,乳聚丁苯橡胶(ESBR)的凝胶含量高达59.9%。改变AMS共聚物的用量,能制备不同交联度的橡胶。此外,AMS共聚物对不同种类橡胶的硫化效果不同。以AMS共聚物作硫化剂时,三元乙丙橡胶(EPDM)和异戊橡胶(IR)几乎不交联,天然橡胶(NR)、顺丁橡胶(BR)、丁腈橡胶(NBR)和ESBR发生了不同程度的交联,其硫化橡胶的凝胶含量分别为25.7%、40.1%、53.1%和59.9%。实验结果还发现,使用炭黑作填料时,AMS共聚物产生的自由基被炭黑中存在的酚羟基和醌结构捕捉,难以引发橡胶的交联反应。白炭黑作填料时,共聚物能引发橡胶交联,起硫化剂的作用。以AMS共聚物作硫化剂的优点在于,硫化配方简单,硫化制品力学性能稳定。本文的第二部分,以AMS共聚物作丁腈橡胶(NBR)的硫化剂,采用不同动态硫化工艺制备了不同NBR/PP比的NBR/PP热塑性动态硫化橡胶(TPV)。通过拉伸试验、DSC、溶胀实验、硬度测试等手段对制备的TPV进行了表征。使用开炼机塑炼过的NBR硫化速度快,TPV力学性能受橡胶含量影响大,随橡塑比增大,拉伸强度下降明显,从 6.75 MPa (NBR/PP=50/50)降至 1.09 MPa (NBR/PP=80/20)。使用转矩流变仪一步法制备的TPV,断裂伸长率会随橡塑比的增大而上升,从 128.6% (NBR/PP=50/50)升至 331.9% (NBR/PP=80/20)。使用双螺杆挤出机制备的TPV在低橡胶含量下拉伸强度高,断裂伸长率低,高橡胶含量下,结果反之。三种加工方法制得的TPV,随橡塑比增大,PP的结晶度和TPV的邵氏硬度下降,TPV的溶胀指数均上升。