[发明专利]一类反式-1,4-结构含量可调节的含硫高反式弹性体及其制备方法

说明书

本发明提供一类反式‑1,4‑结构含量可调节的含硫高反式弹性体及其制备方法,属于功能高分子材料技术领域，包括一系列反式‑1,4‑结构含量可调节的含硫功能化高反式溶聚丁苯、戊苯以及集成橡胶。本发明基于阴离子体系，反应条件温和，在烃类溶剂中可以便利合成，且不需添加金属调节剂便可通过调节MTAE投料量以及与共聚单体苯乙烯、丁二烯、异戊二烯的用量，可以合成局部交替的多嵌段共聚物，进而实现对二烯烃反式‑1,4‑结构含量的调控以及对共聚物玻璃化转变温度Tg的调控。高反式结构的二烯烃聚合物具有很好的动态性能，如低的滚动阻力和压缩生热、优异的耐屈挠性能等，是发展高性能轮胎的理想胶料。

技术领域

本发明属于功能高分子材料技术领域，涉及一类反式-1,4-结构含量可调节的含硫高反式弹性体及其制备方法，尤其涉及一类基于9-亚甲基-9H-桥硫二苯基乙烯(MTAE)的反式-1,4-结构含量可调节的含硫功能化溶聚丁苯(SBR)、戊苯(SIR)以及集成橡胶(SIBR)弹性体，并给出了其具体的合成方法。

背景技术

子午线轮胎因其使用寿命长、滚动阻力小、节省燃料、承载能力大、附着性能好、胎温低、散热快、胎面不易穿刺、不易爆胎等特点，已成为当前世界轮胎的主流产品。对于子午线轮胎的使用，主要关注的性能有以下几点：(1)好的牵引性，即轮胎的抓着性。关系到决定安全性的干、湿及冰、雪路面上的抓着性；(2)低的滚动阻力，关系到节省燃料的经济问题。对轿车轮胎而言，滚动阻力降低5％～7％，燃料节省1％；对载重轮胎而言，滚动阻力降低2％～4％，燃料节省1％，且对汽车有减少排废气量的环保优点；(3)好的耐磨性，能够延长轮胎的使用寿命；(4)耐久性，提高可翻新性，改进均匀性、耐老化性和气压保持性等，以延长轮胎的平均使用寿命。就BR,SBR,NR这三大通用橡胶而言，BR柔性最大，属低滞后橡胶，耐磨性好，滚动阻力小，但抗湿滑性，即湿抓着力很差；NR柔性居中，耐磨性、滚动阻力性能较好，而湿抓着力一般；SBR，尤其是苯乙烯含量较大的SBR属高滞后橡胶，抗湿滑性能优异，但耐磨性差，滚动阻力大。结合现代社会对于高性能轮胎的需求以及各类通用橡胶的特点，有必要对轮胎结构与性能作深入的研究，加快对轮胎材料的开发与研制。

功能化聚合物通常分为链端功能化聚合物(chain-end functionalizedpolymer)和链中功能化聚合物(in-chain functionalized polymer)，单端功能化聚合物通常采用功能化封端剂(functionalized terminator)或功能化引发剂(functionalizedinitiator)来合成，而双端功能化聚合物通常采用功能化引发剂引发、功能化封端剂终止来合成。由于聚合物链端数目有限，功能化聚合物的构效难以令人满意，链端功能化聚合物的应用局限性较大，近年来人们已把研究工作的重心汇聚到链中功能化聚合物上来。

合成链中功能化聚合物的关键就是要最大程度地满足“定性、定量、定位”的要求，即实现聚合物链所需功能化官能团的明确“定性”(function)、准确“定量”(quantity)、精确“定位”(position)。明确“定性”的意义就在于所建立的合成方法平台能够实现对聚合物所需功能进行明确调控(设计)，准确“定量”的意义就在于所建立的合成方法平台能够实现对所需功能化官能团含量进行准确调控，精确“定位”的意义就在于所建立的合成方法平台能够实现对所需功能化官能团在聚合物链上的位置进行精确调控。近年来可控聚合技术飞速发展，继活性阴离子聚合技术之后，可控自由基聚合、可控阳离子聚合、可控配位聚合、可控缩合聚合技术均得到了较大的发展，但比较而言，活性阴离子聚合技术因其突出的特点、显著的优势仍为实现聚合物分子结构精确调控设计的最为有效的手段。