背景[1-3]
聚丁二烯胶胶乳是一种有机物，分子式为(-CH2CH=CHCH2-)n，用于制备轮胎、胶管、胶板，用于制备水溶性阳极电泳漆、粘合剂、热固性树脂以及用于橡胶和塑料改性；用于增稠SBS胶黏剂，与SBS并用制造压敏胶黏剂等。还可用于制造胶管、胶带、轮胎、密封圈、鞋底及电缆等橡胶制品，还可用作树脂改性剂等。
聚丁二烯胶胶乳
1，3-丁二烯的聚合物。英文缩写PB。按结构不同可分为顺式-1,4-聚丁二烯（又称顺丁橡胶，CBR）、反式-1,4-聚丁二烯，以及1,2-聚丁二烯。后者还有全同和间同立构之分。顺式-1,4-聚丁二烯的玻璃化温度-106℃，结晶熔点3℃，晶体密度1.01克/厘米3，而1,2-聚丁二烯的密度0.93克/厘米3，玻璃化温度-15℃，熔点128℃（全同）和156℃（间同）。不同结构的聚丁二烯之性能差别很大，CBR有高弹性和低滞后性，高抗拉强度和耐磨性，拉伸时可结晶。高反式-1,4-聚丁二烯的结晶性大，回弹性差。而1,2-聚丁二烯为非晶态，低温性能较差。聚丁二烯可用硫黄硫化，硫化时并发生顺-反异构化。对于1,4—加成的双烯类聚合物，由于内双键上的基团在双键两侧排列的方式不同而有顺式构型与反式构型之分，如聚丁二烯有顺、反两种构型：其中顺式的1,4—聚丁二烯，分子链与分子链之间的距离较大，在常温下是一种弹性很好的橡胶；反式1,4—丁二烯分子链的结构也比较规整，容易结晶，在常温下是弹性很差的塑料。
丁二烯在5～50℃自由基聚合的产物以反式-1,4-结构为主，烃类溶剂中的负离子聚合时，顺式-1,4-结构占35%，四氢呋喃中聚合则主要形成1,2-结构，以钛、钴、镍和稀土催化剂的齐格勒-纳塔型配位聚合可得到高顺式-1,4-结构（90%～99%），钒系催化剂则能合成高反式结构，钒、铬和钼系催化在一定条件下可得到1,2-聚丁二烯。
聚丁二烯主要用作合成橡胶，并常与天然橡胶、丁苯橡胶并用，制造轮胎的胎面和胎体，此外由于耐磨性好，也用于鞋底、输送带、车辆零件等。1,2-聚丁二烯用于胶粘剂和密封剂。
应用[4][5]
聚丁二烯胶胶乳可以用于大粒径聚丁二烯胶乳的研究及应用
ABS树脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)是一种用途极广的热塑性工程塑料。随着交通运输、家电市场等领域的快速发展,ABS树脂的需求量大幅增加。高性能化、高功能化是ABS树脂发展的主导方向,其中提高抗冲击性能是ABS树脂的一个重要改性方向。
增大聚丁二烯胶乳(PBL)的粒径以获得高抗冲击性能的ABS树脂。采用表面活性剂法种子乳液聚合和高分子附聚法制备大粒径聚丁二烯胶乳,并在工厂进行放大实验制备ABS树脂,表征和分析两种方法制备的ABS树脂性能的差异。本课题首次将阳离子表面活性剂应用于种子乳液聚合。表面活性剂法种子乳液聚合即种子经阳离子表面活性剂十八烷基三甲基氯化铵(1831)预处理后,再通过种子乳液聚合法合成大粒径聚丁二烯胶乳。
考察了影响聚丁二烯胶乳粒径的因素,包括乳化剂加入方式、种子用量、乳化剂用量、电解质用量、1831用量,得到制备大粒径聚丁二烯胶乳的条件,并通过激光粒度仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、示差扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、拉力机等对PBL、ABS树脂的各项性能进行表征。用此条件制备的胶乳作苯乙烯与丙烯腈接枝的主干,得到缺口冲击强度为96J/m,弯曲强度为40.4MPa,热变形温度为73.3℃,熔融指数为1.97g/10min的ABS树脂。
研究了高分子附聚法制备大粒径聚丁二烯胶乳的工艺,考察了附聚剂用量、乳化剂用量、附聚时间、附聚温度、搅拌速度对PBL粒径的影响。在实验室小试基础上进行放大制备ABS树脂,其综合性能如下：缺口冲击强度为177J/m,弯曲强度为60.4MPa,热变形温度为72.3℃,熔融指数为2.34g/10min。
结果表明,表面活性剂法种子乳液聚合调控胶乳粒径的效果不太显著,高分子附聚法得到的ABS树脂各项性能优于表面活性剂法种子乳液聚合制备的ABS树脂的性能。
参考文献
[1]Mechanochemical block copolymerization in heterogeneous systems of the solid poly(vinyl chloride)with styrene by ultrasonic irradiation.Hideki Fujiwara;;Takeharu Kikyu;;Hajime Nanbu;;Tomohiro Honda.Polymer Bulletin,1994
[2]Influence of particle size and particle size distribution on toughening mechanisms in rubber-modified epoxies.R.A.Pearson;;A.F.Yee.Journal of Materials Science,1991
[3]Preparation of micron-size monodisperse polymer particles by seeded polymerization utilizing the dynamic monomer swelling method.M.Okubo;;M.Shiozaki;;M.Tsujihiro;;Y.Tsukuda.Colloid and Polymer Science,1991
[4]Impact-resistant resin composition.Teizo K;Hashizume Y;Masanor I,etal.US,Pat.3954903.1976
[5]李玉阁.大粒径聚丁二烯胶乳的研究及应用[D].大连理工大学,2013.