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反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)即人工合成杜仲胶,其聚合单体是异戊二烯,聚合物的分子链具有反式规整性,在常温下呈现塑料特性。由于TPI还具有双键结构和链柔顺性的特点,与通用橡胶材料共混硫化后,可显著地提高橡胶材料的动态疲劳性能,主要适合于制作弹性橡胶制品。然而橡胶制品在动态环境下使用时,材料中残留的催化剂金属离子会引发老化现象的发生,因此对于TPI材料,在合成生产工艺中的纯化过程尤为重要。本论文采用负载型钛系催化剂(TiCl4/MgCl2-AlR3),经溶液淤浆聚合成功合成出TPI,其工艺简单且反应时间短。经过一系列的聚合实验,探索出了该工艺适合的合成条件。从结果得知,当采用HZ型催化剂,聚合温度选为60℃时,最佳的聚合条件为:Al/Ti为50(摩尔比),单体浓度为4 mol/L,Ti/Ip为3×10-4(摩尔比),预聚时间为30 min,聚合时间为6 h,溶剂选用正己烷为最佳。采用多种后处理纯化方法,对溶液淤浆法合成的TPI进行纯化。结果证明,采用乙醇洗涤法可以较为理想地降低合成TPI中的金属元素,残留的Ti、Al金属离子含量低于300 ppm。由于淤浆法合成TPI的过程中,生成的TPI粒子会溶胀而发生团聚,我们探索了TPI产物的纳米化。当添加分散剂十六烷基三甲基溴化铵(溴烷铵)与隔离剂炭黑时,TPI颗粒的粒径尺寸下降至100 nm~100 um。以上述的聚合条件做模拟放大试验,合成出的TPI经过结构表征可知,该工艺合成TPI的反式结构含量大于97%,熔点为60~65℃,结晶度为25~30%,相对分子质量为10~15万,分子量分布为2~3。将合成TPI进行塑炼,经过性能测试可测得门尼粘度(3+4)100℃为110~120,密度为0.95~0.97 g/cm3,硬度(邵A)为95~97,拉伸强度为30~35 MPa,断裂伸长率为300~350%,撕裂强度为80~100 kN/m。将溶液法合成的高纯度TPI与NR共混,分别研究了NR在共混前与共混后硫化特性、力学性能及动态疲劳性能。结果表明,NR/TPI(80/20)共混胶与NR硫化胶相比,硫化特性与力学性能均随着TPI的加入略有下降,但其动态疲劳性能提高至3~4倍。另外进一步研究了TPI含量与不同配方对于NR/TPI共混胶性能的影响,其中当TPI含量为20份,胶料配方为2.5/1/30时,NR/TPI共混胶的综合性能达到最佳。