串联式易位解聚—环化反应和橡胶基嵌段共聚物的性能研究

作     者：张玲丽 

作者单位：华东师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：谢美然

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：串联式易位解聚-环化反应 嵌段共聚物 功能基团 三唑啉二酮 力学和阻尼性能 

摘      要：橡胶类材料广泛应用于国防军事、航空航天和工业生产等诸多领域,是不可或缺的战略性资源。为拓展天然橡胶(NR)的研究和应用领域,实现NR分子水平上结构的改变和性能的优化,开发新型橡胶基功能性聚合物,具有重要的意义。论文围绕NR的改性,开展了以下研究工作:经过易位解聚(MDP),NR转变为具有活性链末端的解聚NR(d NR),接着引发4-(2-己基癸基羰甲氧基)-1,6-庚二炔(HCHD)和4-(1-甲基-3-癸基咪唑六氟磷酸盐)酯-1,6-庚二炔(Im HD)单体的易位环化聚合(MCP),制备含橡胶段d NR和塑料段PA的嵌段共聚物,以此创建串联式MDP-MCP新方法。兼具柔性d NR链段和刚性PA链段的三嵌段共聚物d NR-b-PHCHD-b-PIm HD具有良好的力学性能,并表现出优异的阻尼性能,在宽温度范围内具有独特的弛豫平台。利用油酸衍生的溴化三唑啉二酮(Br TAD)改性共聚物,可增强这一特性。其中,(d NR-b-PHCHD-b-PIm HD)-40%Br UZ的阻尼值达0.57,有效阻尼温域覆盖低温至室温以上的较宽范围(-23～39 C)。因此,利用MDP-MCP方法重构不饱和聚合物,具有广阔的应用前景,为制备柔性-刚性功能化嵌段共聚物开辟了一条便捷的途径。设计合成4-[(3-苯基丙烯酸酯)甲酯]-1,6-庚二炔(Cin HD),通过MDP-MCP反应制备含肉桂酸酯侧基的两嵌段共聚物d NR-b-PCin HD。紫外-可见吸收光谱测试结果表明,用365 nm紫外光照射2 h左右,溶液和薄膜样品均发生一定程度的[2+2]光环化反应。动态光散射技术证明d NR-b-PCin HD在选择性溶剂氯仿中,存在平均粒径(D)为29 nm的组装体;紫外光交联后,组装体尺寸减小至12 nm。通过对比紫外光交联前后d NR-b-PCin HD的阻尼性能差异,发现交联后材料的最大阻尼值由0.38增大至0.43,同时有效阻尼温域也拓宽近20 C。这主要是因为[2+2]光环化反应后,聚合物分子链变得紧密,增大分子链的内摩擦,从而增强材料的阻尼性能,表明材料的宏观性能和微观分子结构间存在紧密的联系。因此,紫外光交联也是改善聚合物功能性的一种有效方法。