[发明专利]立构嵌段聚异戊二烯及其制备方法

说明书

本发明涉及一类立构嵌段聚异戊二烯及其制备方法，这种立构嵌段聚合物具有A-B-A对称结构，其中：A为3,4-聚异戊二烯嵌段(简称3,4-IR)，B为1,4-聚异戊二烯嵌段(简称1,4-IR)，这种立构嵌段聚合物的结构为：3,4-IR-1,4-IR-3,4-IR。本发明所制备的立构嵌段聚合物综合性能更佳，抗湿滑性能、抗冷流性能、耐磨性能可达到良好的平衡，并且采用这种制备方法，使聚合反应周期明显缩短。

聚异戊二烯通常有顺式1,4-、反式1,4-、3,4-、1,2-加成四种结构。作为通用橡胶使用的聚异戊二烯一般是以顺式1,4-聚异戊二烯结构组成的，如异戊橡胶、天然橡胶，其中天然橡胶的顺式1,4-结构含量通常高达98％以上；用齐格勒-纳塔型催化剂生产的异戊橡胶，其顺式1,4-结构含量通常为96％-98％；用烷基锂催化剂生产的异戊橡胶，其顺式1,4-结构含量通常约为92％；用稀土催化剂生产的异戊橡胶，其顺式1,4-结构含量通常约为94％。J.Fetters等人[Adv.in Polymer Sci.,56,28(1984)]指出，当采用烷基锂催化剂时，异戊二烯在非极性溶剂中聚合，所得聚异戊二烯的微观结构为：3,4-加成结构数量约占5％-8％，其余主要以顺式1,4-加成结构存在，视溶剂种类、聚合反应温度不同含有不同数量的反式1,4-加成结构；当在上述体系中加入一定量的极性添加剂时，所得聚异戊二烯的微观结构，其3,4-加成结构数量随着极性添加剂用量的增加而增加。

本发明的目的在于制备一类立构嵌段聚异戊二烯，通过控制立构嵌段结构，具体控制3,4-IR与1,4-IR的立构嵌段比例、控制3,4-IR立构嵌段中3,4-结构含量、控制聚合物的分子量，不但可以制备具有独特性能的橡胶、而且也可以由一种单体制得类似于SBS(丁二烯、苯乙烯三嵌段共聚物)、SIS(异戊二烯、苯乙烯三嵌段共聚物)的具有相分离结构的热塑性弹性体。

本发明的技术特征在丁将通常异戊橡胶单一的1,4-IR结构代之以3,4-IR-1,4-IR-3,4-IR立构三嵌段结构，形成“硬-软-硬”段结构，有效地提高了聚合物产品的综合性能，使原来仅具有单一橡胶性能的异戊二烯聚合物亦具有热塑性弹性体的性能。由于在制备3,4-IR嵌段时加入了极性添加剂，有效地提高了聚合反应中后期的反应速度，缩短了聚合反应周期。本发明的技术关键就在于控制3,4-IR与1,4-IR的立构嵌段比例，控制3,4-IR立构嵌段中3,4-结构含量，控制聚合物的分子量,使用双官能团引发剂以获得对称结构的立构三嵌段聚合物。

本发明所制备的立构嵌段聚异戊二烯具有如下对称结构：3,4-IR-1,4-IR-3,4-IR，其中：3,4-IR、1,4-IR含意如上所述，立构嵌段聚合物的数均分子量一般范围为5×10⁴-55×10⁴，最佳范围为10×10⁴-35×10⁴；3,4-IR、1,4-IR嵌段比(3,4-IR/1,4-IR)一般范围为10/90-80/20(重量比，以下相同)，最佳范围为30/70-60/40；1,4-IR嵌段中3,4-结构含量一般范围为5％-35％(重量百分比，以下相同)，最佳范围为5％-20％；3,4-IR嵌段中3,4-结构含量一般范围为35％-100％(重量百分比，以下相同)；最佳范围为60％-100％。

本发明所涉及的立构嵌段聚异戊二烯的制备方法如下：