组成单一而结构性能多样化的聚丁二烯橡胶是什么?

发布网友发布时间：2022-10-25 10:09

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热心网友时间：2023-09-23 09:48

前面已经讲过，丁二烯是制备合成橡胶用得最多的单体原料，用丁二烯一种单体生产的聚丁二烯应该说是化学组成最简单的合成橡胶。当然这里说的丁二烯是指的1，3-丁二烯，它的孪生兄弟1，2-丁二烯并不能直接聚合成橡胶。
1，3-丁二烯（CH2=CH—CH=CH2）的结构十分规整，它的聚合发源地是在双键位置。如果我们把它上面的碳原子按顺序排列为1，2，3，4的话，不同的催化体系可让它在聚合时按1，4-或1，2-位置加成，1，4-加成聚合时得到1，4-聚丁二烯，1，2-加成聚合时则得到1，2-聚丁二烯。
1，4-聚丁二烯从大分子立体空间结构的观点来看，又可分为顺式1，4-聚丁二烯和反式1，4-聚丁二烯两种构型。前者C=C键上相连的两个氢原子排列在分子链的同一侧，后者则不在同一侧。
1，2-聚丁二烯按分子排列组合方式的不同又可分为等规、间规和无规三种构型。
我们从分子结构的概念出发，就可以联想到：1，4-结构特别是顺式1，4-结构的聚丁二烯分子显得那么舒展，正是橡胶的理想选择，事实上也果然如此。顺式1，4-聚丁二烯即我们常说的顺丁橡胶具有优越的弹性，而且特别耐寒，是制造轮胎的好材料。
轮胎的生产厂商固然对1，4-结构的聚丁二烯情有独钟，然而1，2-结构对改善橡胶的加工性能，平衡轮胎的抗湿滑性与滚动阻力方面起着不可替代的作用。当然，如果1，2-结构含量太高的话，就变成塑料了。
现在工业上大量生产顺式1，4-含量在96%以上的顺丁橡胶，采用的分别是镍、钛、钴和稀土金属催化体系，也就是齐格勒—纳塔催化剂。顺丁橡胶的缺点是加工性能和抗湿滑性不理想，所以常常和其他橡胶混合使用。
工业生产的还有以烷基锂为催化剂的顺式含量在40%左右的低顺式聚丁二烯橡胶，简称低顺丁橡胶。这种橡胶有良好的低温性能，产品纯度高，溶液黏度低，广泛地用于改性塑料。
工业生产的还有中1，2-聚丁二烯，又称中乙烯基聚丁二烯橡胶，它的1，2-链节含量为35%～65%，这种橡胶的综合性能好，并且有一个显著的优点，就是用它制造的轮胎在快速行驶中产生的热量较低，而且抗湿滑性好，牵引力大，很适宜在制造飞机轮胎时掺和使用。
1，2-链节含量在65%以上的聚丁二烯称为高1，2-聚丁二烯橡胶，它在橡胶加工中一般用作改性材料。
如果在拉伸下易于结晶，自然会影响橡胶性能。高反式1，4-聚丁二烯在通常情况下是一种结晶状物质，其硫化橡胶虽然具有很高的强度，但弹性却很差，所以不适合作为弹性体使用；而高顺式1，4-聚丁二烯在室温下不会产生拉伸结晶，可以放心使用。