异戊橡胶与用氯醚的甲基丙烯酸酯预聚物改性的丁苯橡胶并用胶的制备及研究

江畹兰 编译

（华南理工大学材料学院, 广东 广州 510641）

目前，聚合物共混是开发新型聚合物材料的最有发展前途且得到迅速发展的方向之一。这一方向的特点是，可以制得综合性能和工艺性能优于单一聚合物的新型材料。由于改性了的聚合物中的官能团强化了分子间作用，使极性官能团缔合起来，从而有利于橡胶交联度的提高。此外，还可以较少的经济投入，制得期望值高的产品。

往胶料中加入工艺添加剂可以调节胶料的工艺性能。工艺添加剂能改善和稳定胶料的工艺性能，对橡胶性能无负面影响。

为了改善橡胶的力学性能，提高其与轮胎帘布的粘接强度，在胶料中常常需使用改性剂。往橡胶大分子中添加各种含不同官能团的预聚物，可以提高丁苯橡胶CKC-30 APKM-15、异戊橡胶СКИ-3与其他橡胶并用的胶料的粘接强度。因此，工业生产上仍是往丁苯橡胶CKC-30APKM-15及异戊橡胶СКИ-3中添加价格昂贵且资源极为稀缺的酚醛-环六次甲基四胺络合物，该络合物可以提高橡胶与帘布的粘接强度。但在温度和湿度增高时，却不能保证足够的粘合稳定性。

有鉴于此，该文作者试图在异戊橡胶СКИ-3与丁苯橡胶CKC-30 APKM-15的并用帘布胶配方中，以合成的、具有反应能力的预聚物（PCO）-氯醚的甲基丙烯酸酯预聚物（ОМАЭХГ）取代改性剂РУ-1。ОМАЭХГ中含有醚键、Cl及端羟基。

由于此类化合物中预聚物链段比较柔顺，以及其中含有与生胶及填充剂能良好互容的官能团，故其工艺性能优良。此外，由于此类化合物的流变性能良好，能有效地用于橡胶改性；再者，它们还可用作硫化促进剂。

基于以上所述，文中研究了丁苯橡胶（БСК）的机械-化学改性，并且制备了异戊橡胶与用ОМАЭХГ改性的丁苯橡胶的并用胶料。

为了改性丁苯橡胶（CKC-30 APKM-15），研究中使用了含36%氯的氯醚的甲基丙烯酸酯预聚物，其用量为2～3质量份对100质量份丁苯橡胶：

用ОМАЭХГ改性丁苯橡胶，乃在制备胶料时直接进行。为此，首先将丁苯橡胶与预聚物共混，然后再加入异戊橡胶СКИ-3和其他配合剂。

试验用胶料在实验室开炼机上，于25～30℃下制备。胶料混炼时间20～30 min，混炼温度423 K。

胶料硫化特性用Mosanto流变仪测定，其转子摆动角1°，加入分子量为M2000及M4000的ОМАЭХГ后胶料各项性能指标较高。

对异戊橡胶与经ОМАЭХГ改性的丁苯橡胶并用硫化胶的测试表明，与未改性的丁苯橡胶相比，改性的丁苯橡胶达到所需的硫化网络密度及硫化胶力学性能的时间，比未改性的要快1倍。硫化速率之所以加快，是因为改性剂中的氯原子与配方中的氧化锌作用，生产可与次甲基结合的活性氯盐，同时，在120～150 ℃下脱去HCl，在丁苯橡胶大分子中生成补充的不饱和键。

表1列出了胶料配方。表2列出了硫化胶的力学性能。

文中比较了所制备的胶料及硫化胶与当前生产的帘布胶的力学性能及使用性能。

表1 胶料配方

(表未完)

(续表)

表2 硫化胶力学性能

由表2可以看出，与对比胶料相比，异戊橡胶СКИ-3与用ОМАЭХГ改性的丁苯橡胶CKC-30 APKM-15的并用胶的拉伸强度、100%及300%定伸应力、撕裂强度及耐多次拉伸疲劳性能都有所改善。

用ОМАЭХГ改性的丁苯橡胶中含有反应活性官能团Cl、OH及醚基，故可以改善聚合物相界面间的互容性，从而提高橡胶与轮胎帘线的粘接强度。

甚至在120 ℃温度以上，改性橡胶与轮胎帘线25KHTC的粘接强度，都比对比胶在正常条件下的要高，这就可以在胶料中不用昂贵的改性剂PY-1。与此同时，硫化时间缩短，节省了硫磺用量。过量硫磺对硫化胶的性能有负面影响。

从理论上看，此改性橡胶之所以可改善胶料的力学性能和粘合性能，可能是因为生成了新的丁苯橡胶的超分子结构，以及СКИ-3+CKC 30 APKM-15并用体系的互容性所致。

看来，在硫化时，部分ОМАЭХГ用于改性聚合物中的链段，部分用于生成均聚物，后者与胶料并非化学结合，其粒子起着增强填充剂的作用，如同往橡胶中加入分散性有机填充剂一样。

粘接强度增高，导致硫化胶耐疲劳性能的提高。这可能是由于丁苯橡胶与ОМАЭХГ的极性基团间生成了P-络合物，使其吸附在橡胶的超分子结构上。含在ОМАЭХГ预聚物中的醚基及氯原子可以改善橡胶粘接性能，从而提高了橡胶与轮胎帘线的粘接性能，使其在温度升高及潮湿的情况下，仍具有较高的稳定性。

[1]Р.Э.Мустафаева等. Полчение и исследование изопреного и модцфицированного олигоэфирметакрилатом эпихлоргидрина бутадиен-стирольного каучуков[J].П.П.И.Э, 2015(01):37-39.