星形支化合成橡膠劍指何方

隨著合成橡膠行業的高速發展以及對橡膠結構與性能間相互關系研究的不斷深入，具有特定結構且更佳綜合性能的合成橡膠產品成為未來的發展趨勢。

日前，中國石油石油化工研究院燕鵬華博士圍繞星形支化合成橡膠科研熱點和用途，暢談了國內在該領域所取得的進展以及未來應當重點研發的技術方向。

（1）性能提升是研究熱點。“星形支化結構賦予合成橡膠獨特三維形狀和高度支化結構。相對于線性結構合成橡膠，星形支化合成橡膠有更低的溶液粘度和本體粘度、應力松弛更快和對剪切不敏感等特性。因此，研究星形支化合成橡膠合成技術和產品以及加工和應用性能成為聚合物研究的熱點之一。”燕鵬華介紹，隨著聚合理論研究的不斷深入及合成技術的不斷改進，研究人員可以從結構與性能的關系出發，對目標聚合物的結構、組成、相對分子質量及其分布等進行控制和調節。星形支化技術以苯乙烯-異戊二烯等共聚物為支化劑前驅體，原料與現有橡膠和聚烯烴工業一致，來源廣泛，成本低，這種技術比較合理和簡便。在后續新技術及新產品開發中，要結合現有橡膠和烯烴工業的主體原料，如苯乙烯、異戊二烯、丁二烯等共軛烯烴，設計合成新的支化劑，不僅有助于開發新的支化技術，而且可以為化工產業整體優化布局提供支撐。

（2）多家高校積極探索。“星形支化合成橡膠合成配方中，反應體系基本一致，但是偶聯劑（支化劑）的種類和活性不同。”燕鵬華介紹，中國石油石油化工研究院和大連理工大學合作對星形低順式聚丁二烯橡膠的合成及反應動力學、性能進行了系統研究。以環己烷為溶劑，正丁基鋰為引發劑，四氯化硅為偶聯劑，合成了一系列星形低順式聚丁二烯橡膠，產品性能可與國外同類產品相媲美。北京化工大學和北京石油化工學院的研究人員在支化異丁烯聚合物方面開展了大量的研究，取得了豐碩的成果。他們采用先臂后核法，先合成線形丁基橡膠，再利用二乙烯基苯進行偶聯，得到星形支化丁基橡膠。

（3）重要品種獲得突破。星形支化合成技術改善了橡膠的加工和應用性能，降低了加工能耗，對環境保護也有一定貢獻。據燕鵬華介紹，以星形支化丁基橡膠為例，其在未硫化膠強度、應力松弛和擠壓特性等方面都有明顯的優勢，比普通丁基橡膠更易于加工，在輪胎內胎和密封材料中的應用有不可替代的優勢。我國自主開發的星形支化丁基橡膠具有獨特的三維形狀以及高度支化結構，表現出優良的粘彈性能，從而改善了丁基橡膠的加工性能。“隨著輪胎行業的迅速發展，溶聚丁苯橡膠在兼顧性能和成本優勢的前提下逐漸成為輪胎的主要膠種之一，星形溶聚丁苯橡膠的共沉膠更是制備綠色輪胎的理想材料。”燕鵬華介紹，星形支化聚異丁烯加工性能更好，應用更便捷；星形支化氯醚橡膠加工性能改善，具有優良的耐熱性、耐油性和耐候性，可應用于交通運輸、電子電器、航空航天等領域；星形支化聚異戊二烯突破了線性結構的限制，與天然橡膠更加類似，在天然橡膠替代方面更具優勢。這些都是該領域頗有價值的研究課題。