氯丁橡膠CR因其優良的阻燃性、良好的耐熱性、耐候性和耐化學性等而被廣泛應用于汽車配件、電線電纜護套和膠粘劑。然而，大分子的極性特性導致CR加工性能差，抗疲勞性能不理想。添加小分子增塑劑可以改善CR的加工性，但是這類增塑劑容易揮發和遷移，導致材料耐久性差，并給人類及環境帶來極大危害。此外，添加NR、BR等通用橡膠，可以在一定程度上改善CR的加工性及耐疲勞性，但會伴隨相容性差的問題。近日，青島科技大學賀愛華教授課題組采用新型一種可反應大分子加工助劑——高反式丁戊共聚橡膠改性CR，所得共混體系表現出優異的可加工性及耐疲勞性能。相關成果發表于Polymer（https://doi.org/10.1016/j.polymer.2020.123325）。
高反式-1,4-丁二烯-異戊二烯共聚物（TBIR）是一種具有高含量的反式-1,4構型（>90%）的多嵌段共聚物橡膠，具有良好的可塑化性能（Polymer 156 (2018) 148-161；Polymer 143 (2018) 173-183；Polymer 186 (2020) 1-7等）。研究表明，TBIR可作為NR/BR或SSBR/BR共混物的反應性多功能相容劑（Compos. Part A 116 (2019) 197-205；Compos. Sci. Technol. 158 (2018) 156-163）。TBIR不僅能增強橡膠基體，而且能促進NR和BR相的相容性，從而抑制填料偏析，提高整體性能（Ind. Eng. Chem. Res. 58 (2019) 917-925）。將TBIR引入CR中，CR/TBIR共混物表現出可塑性及流動性。添加TBIR后，CR/TBIR共混物表現出較好的尺寸穩定性。
進一步研究發現，CR/TBIR共混物內部含有由TPI鏈段形成的結晶結構，且這些結晶結構會被硫化反應抑制。此外，添加TBIR之后，共混物的一級及六級疲勞性能提高了391~537% 以及25~35%。
綜上，作者采用新型高反式丁戊共聚橡膠改善了氯丁橡膠的難加工及疲勞性能差的問題。該方法不僅能夠提高CR增塑后的耐久性，而且可以避免共混物宏觀相分離問題。該工作不僅為制備高性能CR制品提供了解決方案，而且拓寬了反式橡膠作為加工改性劑和功能添加劑的應用范圍。
研究工作實驗部分由研究生宗鑫完成。研究工作得到了山東省自然科學基金重大項目（ZR2017ZA0304）、泰山學者計劃的資助。
參考文獻
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032386120311502
本文關鍵詞：聚合物、疲勞、流變性、聚集態結構、加工性