轮胎用新型生物基衣康酸酯弹性体设计、合成及性能调控
发布时间：2021-07-10 13:31
随着汽车行业的快速发展以及化石资源的日益短缺,不仅要求轮胎安全、长寿命、节油,而且对轮胎原材料及环保性也提出了更高的要求。此前研究将生物基原料衣康酸酯化、与烯烃共聚制备出了衣康酸酯弹性体。本课题以此为基础,明确了衣康酸酯弹性体中单体配比对动静态力学性能、填料相互作用影响,通过结构调整优化、官能化制备性能优异的复合材料·;同时将高酯基密度的生物基衣康酸酯引入到乳聚丁苯橡胶中对其进行改性及复合材料性能研究。希望基于生物基化学品的新型弹性体在“高性能”（绿色）轮胎材料方面有所应用。本论文的第一部分（论文第二章）,采用低温乳液聚合将不同比例的衣康酸二丁酯（DBI）和丁二烯（Bd）聚合制备了共聚物（PDBIB）,基于白炭黑、炭黑体系制成复合材料,并将其与市售丁苯橡胶进行对比,优选出动静态力学性能优异的Silica/PDBIB40及CB/PDBIB70。同时对PDBIB进行了 200L中试,为今后产品走向市场提供了一定的参考依据。本论文的第二部分（论文第三章）,利用环氧开环形成共价键,将甲基丙烯酸酯缩水甘油酯（GMA）引入到聚合中,设计并合成了不同衣康酸酯含量的环氧化共聚物（PDBIBG）,在复合...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－６生物基聚酯型弹性体反应式??Ｆｉｇｕｒｅ?１－６?Ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｆｏｒｍｕｌａ?ｏｆ?ｂｉｏ－ｂａｓｅｄ?ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ?ｅｌａｓｔｏｍｅｒ??
?北京化工大学硕士学位论文???ｆ?Ｆ＾ｍｃｎｔａｌｉｏｎ?Ｈ〇—Ｒ?ＨＯＶ〇Ｈ??°??Ｂｉｏ－ａｌｃｏｈｏｌ?Ｉｔａｃｏｍｃａｃｉｄ??繼麵?Ｘ??■＾Ｗ；＇Ｗ?、Ｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ??Ｂｉｏｍａｓｓ?Ｊ?＼??，爾??Ｉｔａｃｏｎａｔｅ??Ｆｏｌｙｍｅｒｉ／ａｔｉｏｎ??Ｉｔａｃｏｎａｔｅ?ｒｕｂｂｅｒ??图１－７衣康酸酯弹性体制备流程??Ｆｉｇｕｒｅ?１－７?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?Ｉｔａｃｏｎａｔｅ?ｅｌａｓｔｏｍｅｒ??（３）植物油基弹性体??植物油基弹性体目前是研究的热点［８３＿８５］，由于植物油的多官能团及柔顺长链，??采用新型的植物油衍生多元醇代替石油基多元醇，用于合成不同功能性的聚氨酯??弹性体，并运用点击化学等新方法对其改性，在不久的将来有望应用于工业特种??聚氨酯弹性体的制备。随着人们对植物油的理解加深，ＮａｃｉｉＨｅｍｄｎｄｅＺｔ６７，８６ｌ等人??以丙烯酸酯化环氧大豆油代替石油基的丁二烯，运用ＲＡＦＴ法制备了类似ＳＢＳ??三嵌段共聚物；Ｓｏｎｇ【８７］等人最近在Ｎａｔｕｒｅ上发表了一篇关于蓖麻油衍生的超强??荧光弹性体，他们首先由蓖麻油衍生物合成酰胺二烯单体，随后在主链中引入了??羟基，合成了两个带有羟基或丁酸酯侧基的单体，然后通过硫醇－烯加成聚合制??备功能性聚酰胺弹性体，这种类蛛丝取向的材料拉伸强度极高（＞２００ＭＰａ），如??图１－８所示。酰胺之间的侧接极性羟基和非极性丁酸酯基团可实现对超分子氢键??的控制，并易于调节聚合物链的结晶。主链上存在硫醚基团可进一步诱导金属－??配体配位（亚铜硫醚），单轴拉伸导致晶体微观结构的重新排列，这是
?第一章绪论???０?０??Ｈ?Ｊｈ?ｈ??ｏ?ｏ??Ｔｈｉｏｌ－ｅｎｅ?ａｄｄｉｔｉｏｎ?ｐｏｉｙｍｃｒｉ／ａｔｉｏｉｉ?／?ｉ??－ｉ?１?？?ｐｗ??ｕＥ４＾ｕ（ｔ？．？ｎａＫｊ?§４＾Ｓｒ??從?Ｖ?ｏ?ｏ??！：?／?Ｈ?ｆ??〇０?１０?２０?Ｘ?４０??图１－８蓖麻油基聚酰胺弹性体制备流程??Ｆｉｇｕｒｅ?１－８?Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｃａｓｔｏｒ?ｏｉｌ－ｂａｓｅｄ?ｐｏｌｙａｍｉｄｅ?ｅｌａｓｔｏｍｅｒ??（４）萜烯基弹性体??最近，萜烯已成为可持续聚合物领域中一个有希望的组成部分，其中月桂烯??的开发是一大热点，ＰｒｅｅｔｏｍＳａｒｋａｒ基于月桂稀单体做了一系列研宄：包括月桂??烯均聚弹性体［８８］、低滚阻的（苯乙烯？月桂烯）弹性体［８９］、与极性填料有良好作??用的（衣康酸二丁酯－月桂烯）弹性体＾１；雷魏巍为增强橡胶－填料相互使用，短??侧链的衣康酸二乙酯与月桂烯合成了生物基弹性体，证明其有工程应用潜力［９１】；??Ｓａｙｒｕｎｇ?Ｎｏｐｐａｌｉｔ｜９２］报道了一种含功能性蔽；）：希的丙烯酸酷单体（四氢香叶醇丙稀??酸酯），可用于替代低Ｔｇ的丙烯酸酯单体，随后合成了聚（四氢香叶醇丙烯酸??酯）－ｂ－聚（苯乙烯）－ｂ－聚（四氢香叶醇丙烯酸酯）三嵌段共聚物，并证明其具有??良好应用潜力；Ｊｕｓｔｉｎ?Ｍ．?ＢｏｌｔｏｒＪ９３］使用Ｐ?－菔烯的衍生物ａ－甲基－对甲基苯乙稀（Ａ）??和月桂烯（Ｂ）进行活性阴离子聚合制备了?ＡＢＡ三嵌段聚合物，所得的聚合物??在中等摩尔质量下显示出微相分离，比传统的石油基ＳＢＳ的最高使用温度约高??７０°
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物基合成橡胶的研究进展[J]. 吉海军,乔荷,王朝,杨慧,王润国,张立群. 材料工程. 2019(12)
[2]植物油基水性聚氨酯的研究进展[J]. 梁海燕,张超群. 涂料工业. 2018(11)
[3]β-蒎烯裂解制取月桂烯的技术[J]. 黎贵卿,陆顺忠,关继华,吴建文,苏骊华. 广西林业科学. 2018(03)
[4]绿色轮胎的主要材料及其应用[J]. 肖军. 现代橡胶技术. 2018(03)
[5]绿色轮胎的发展及其推广应用[J]. 王梦蛟. 橡胶工业. 2018(01)
[6]绿色轮胎与橡胶新材料[J]. 李花婷,赵天琪,陈名行. 科学通报. 2016(31)
[7]绿色轮胎原材料研究进展[J]. 赵菲,黄琪伟,高洪娜,赵树高. 科学通报. 2016(31)
[8]Synthesis and evaluation of bio-based elastomer based on diethyl itaconate for oil-resistance applications[J]. Weiwei Lei,He Qiao,Xinxin Zhou,Wencai Wang,Liqun Zhang,Runguo Wang,Kuo-Chih Hua. Science China（Chemistry）. 2016(11)
[9]植物油基聚氨酯的研究新进展[J]. 刘洪杰,陆文超,贾芳,邢山川,张思思,刘少杰. 河北科技大学学报. 2016(05)
[10]2016生物基材料专刊序言[J]. 翁云宣. 生物工程学报. 2016(06)
本文编号：3276004
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－６生物基聚酯型弹性体反应式??Ｆｉｇｕｒｅ?１－６?Ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｆｏｒｍｕｌａ?ｏｆ?ｂｉｏ－ｂａｓｅｄ?ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ?ｅｌａｓｔｏｍｅｒ??
?北京化工大学硕士学位论文???ｆ?Ｆ＾ｍｃｎｔａｌｉｏｎ?Ｈ〇—Ｒ?ＨＯＶ〇Ｈ??°??Ｂｉｏ－ａｌｃｏｈｏｌ?Ｉｔａｃｏｍｃａｃｉｄ??繼麵?Ｘ??■＾Ｗ；＇Ｗ?、Ｅｓｔｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ??Ｂｉｏｍａｓｓ?Ｊ?＼??，爾??Ｉｔａｃｏｎａｔｅ??Ｆｏｌｙｍｅｒｉ／ａｔｉｏｎ??Ｉｔａｃｏｎａｔｅ?ｒｕｂｂｅｒ??图１－７衣康酸酯弹性体制备流程??Ｆｉｇｕｒｅ?１－７?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?Ｉｔａｃｏｎａｔｅ?ｅｌａｓｔｏｍｅｒ??（３）植物油基弹性体??植物油基弹性体目前是研究的热点［８３＿８５］，由于植物油的多官能团及柔顺长链，??采用新型的植物油衍生多元醇代替石油基多元醇，用于合成不同功能性的聚氨酯??弹性体，并运用点击化学等新方法对其改性，在不久的将来有望应用于工业特种??聚氨酯弹性体的制备。随着人们对植物油的理解加深，ＮａｃｉｉＨｅｍｄｎｄｅＺｔ６７，８６ｌ等人??以丙烯酸酯化环氧大豆油代替石油基的丁二烯，运用ＲＡＦＴ法制备了类似ＳＢＳ??三嵌段共聚物；Ｓｏｎｇ【８７］等人最近在Ｎａｔｕｒｅ上发表了一篇关于蓖麻油衍生的超强??荧光弹性体，他们首先由蓖麻油衍生物合成酰胺二烯单体，随后在主链中引入了??羟基，合成了两个带有羟基或丁酸酯侧基的单体，然后通过硫醇－烯加成聚合制??备功能性聚酰胺弹性体，这种类蛛丝取向的材料拉伸强度极高（＞２００ＭＰａ），如??图１－８所示。酰胺之间的侧接极性羟基和非极性丁酸酯基团可实现对超分子氢键??的控制，并易于调节聚合物链的结晶。主链上存在硫醚基团可进一步诱导金属－??配体配位（亚铜硫醚），单轴拉伸导致晶体微观结构的重新排列，这是
?第一章绪论???０?０??Ｈ?Ｊｈ?ｈ??ｏ?ｏ??Ｔｈｉｏｌ－ｅｎｅ?ａｄｄｉｔｉｏｎ?ｐｏｉｙｍｃｒｉ／ａｔｉｏｉｉ?／?ｉ??－ｉ?１?？?ｐｗ??ｕＥ４＾ｕ（ｔ？．？ｎａＫｊ?§４＾Ｓｒ??從?Ｖ?ｏ?ｏ??！：?／?Ｈ?ｆ??〇０?１０?２０?Ｘ?４０??图１－８蓖麻油基聚酰胺弹性体制备流程??Ｆｉｇｕｒｅ?１－８?Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｃａｓｔｏｒ?ｏｉｌ－ｂａｓｅｄ?ｐｏｌｙａｍｉｄｅ?ｅｌａｓｔｏｍｅｒ??（４）萜烯基弹性体??最近，萜烯已成为可持续聚合物领域中一个有希望的组成部分，其中月桂烯??的开发是一大热点，ＰｒｅｅｔｏｍＳａｒｋａｒ基于月桂稀单体做了一系列研宄：包括月桂??烯均聚弹性体［８８］、低滚阻的（苯乙烯？月桂烯）弹性体［８９］、与极性填料有良好作??用的（衣康酸二丁酯－月桂烯）弹性体＾１；雷魏巍为增强橡胶－填料相互使用，短??侧链的衣康酸二乙酯与月桂烯合成了生物基弹性体，证明其有工程应用潜力［９１】；??Ｓａｙｒｕｎｇ?Ｎｏｐｐａｌｉｔ｜９２］报道了一种含功能性蔽；）：希的丙烯酸酷单体（四氢香叶醇丙稀??酸酯），可用于替代低Ｔｇ的丙烯酸酯单体，随后合成了聚（四氢香叶醇丙烯酸??酯）－ｂ－聚（苯乙烯）－ｂ－聚（四氢香叶醇丙烯酸酯）三嵌段共聚物，并证明其具有??良好应用潜力；Ｊｕｓｔｉｎ?Ｍ．?ＢｏｌｔｏｒＪ９３］使用Ｐ?－菔烯的衍生物ａ－甲基－对甲基苯乙稀（Ａ）??和月桂烯（Ｂ）进行活性阴离子聚合制备了?ＡＢＡ三嵌段聚合物，所得的聚合物??在中等摩尔质量下显示出微相分离，比传统的石油基ＳＢＳ的最高使用温度约高??７０°
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物基合成橡胶的研究进展[J]. 吉海军,乔荷,王朝,杨慧,王润国,张立群. 材料工程. 2019(12)
[2]植物油基水性聚氨酯的研究进展[J]. 梁海燕,张超群. 涂料工业. 2018(11)
[3]β-蒎烯裂解制取月桂烯的技术[J]. 黎贵卿,陆顺忠,关继华,吴建文,苏骊华. 广西林业科学. 2018(03)
[4]绿色轮胎的主要材料及其应用[J]. 肖军. 现代橡胶技术. 2018(03)
[5]绿色轮胎的发展及其推广应用[J]. 王梦蛟. 橡胶工业. 2018(01)
[6]绿色轮胎与橡胶新材料[J]. 李花婷,赵天琪,陈名行. 科学通报. 2016(31)
[7]绿色轮胎原材料研究进展[J]. 赵菲,黄琪伟,高洪娜,赵树高. 科学通报. 2016(31)
[8]Synthesis and evaluation of bio-based elastomer based on diethyl itaconate for oil-resistance applications[J]. Weiwei Lei,He Qiao,Xinxin Zhou,Wencai Wang,Liqun Zhang,Runguo Wang,Kuo-Chih Hua. Science China（Chemistry）. 2016(11)
[9]植物油基聚氨酯的研究新进展[J]. 刘洪杰,陆文超,贾芳,邢山川,张思思,刘少杰. 河北科技大学学报. 2016(05)
[10]2016生物基材料专刊序言[J]. 翁云宣. 生物工程学报. 2016(06)
本文编号：3276004
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