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对天然橡胶(natural rubber,NR)接枝改性的研究已进行了几十年,但仍未摆脱对挥发性有机溶剂的依赖。本文采用超临界二氧化碳溶胀聚合法,分别以甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate,MMA)、丙烯酸乙酯(ethyl acrylate,EA)/丙烯基氯(allyl chloride,AC)为单体对天然橡胶进行了接枝改性,合成了接枝共聚物NR-g-MMA和NR-g-(EA/AC)。
考察了压力、引发剂用量、反应时间和单体浓度对MMA在接枝共聚中的接枝率和接枝效率的影响;优选了MMA接枝改性天然胶乳的适宜工艺条件;对NR-g-MMA进行了红外光谱测试、差示扫描量热分析、力学性能的测试、耐溶剂性的测试、硬度测试和接枝效率和接枝率的计算,并与溶液聚合所得NR-g-MMA的性能进行了比较。结果表明:接枝后的橡胶结构与接枝前相比有了明显的变化(引入了C=O官能团);NR-g-MMA的弹性模量、拉伸强度、硬度、玻璃化温度和耐油性较天然橡胶都有所提高;超临界二氧化碳溶胀聚合法接枝改性天然胶乳的接枝率和接枝效率比溶液法的高;接枝橡胶的弹性模量、拉伸强度、硬度、玻璃化温度和耐油性能随着单体接枝率的升高而增大。
考察了压力和引发剂用量对接枝聚合反应的影响;对NR-g-(EA/AC)进行了红外光谱、力学性能、耐溶剂性、耐燃性、硬度的测试和接枝效率和接枝率的计算,并与溶液聚合所得NR-g-(EA/AC)的性能进行了比较。结果发现:在接枝橡胶中成功的引入了C=O和-Cl基团;接枝橡胶的弹性模量、拉伸强度、硬度、耐燃性和耐溶剂性较天然橡胶的有了显著提高;但对此体系,超临界二氧化碳溶胀聚合法改性天然胶乳的转化率和接枝率都比溶液法的低,其接枝产物的性能也没有溶液法的好;在超临界二氧化碳溶胀聚合中,引发剂的加入方式有待进一步改进。