Abstract
A series of butadiene-isoprene copolymers (BIR) with various compositions were synthesized with a neodymium-based catalyst system. The microstructure, composition and sequence of copolymers were characterized by FTIR and 13C-NMR spectroscopy. The crystallization behavior of the BIR copolymers was investigated by DSC analysis. The results demonstrate that the content of cis-1,4 configuration in both butadiene (Bd) and isoprene (Ip) units are around 98% when Bd content in feed (ƒ Bd) covering the range from 55.7 mol% to 96.0 mol%. The reactivity ratios of Bd and Ip were determined to be 1.40 and 0.48 respectively. The random copolymers of Bd and Ip show only one glass transition temperature (T g) from −107.4°C to −80.5°C, which is dependent on the composition and fits nicely with Fox equation. The sequence distribution followed the first-order Markov statistical model. It is found that the copolymer chains with higher Bd content contain longer polybutadiene (PBd) segments, and the sequence length of PBd segments (N Bd) exhibits great influence on the crystallization behavior of the copolymer. The copolymers with N Bd ≥ 11.8 could crystallize at low temperatures (−71°C to −43°C). The crystallization temperature and enthalpy values decreased gradually with decreasing N Bd. The copolymers with N Bd ≤ 7.9 are amorphous even at very low temperatures (0°C to −150°C) due to the short PBd segments
چکیده
مجموعه ای از کوپلیمرهای بوتادی اِن-ایزوپرن (BIR) با ترکیب بندی های مختلف بر پایه سیستم کاتالیزوری نئوديميم سنتز شدند. ساختار، ترکیب بندی و توالی کوپلیمرهای توسط FTIR و طیف سنجی 13C-NMR شناسایی شد. رفتار تبلور کوپلیمرهای BIR با استفاده از DSC مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که میزان پیکربندی 1، 4- سیس در هر دوی واحدهای بوتادیاِن (Bd) و ایزوپرن (Ip) زمانی که میزان Bdدر خوراک (FBD) (مونومر ورودی سنتز) در رنج 55.7٪ تا 96.0 مول است در حدود 98 درصد می باشد. نرخ های واکنش Bd و Ip به ترتیب برابر با 1.40 و 0.48 به دست آمد. کوپلیمرهای تصادفی از Bd و Ip تنها یک دمای انتقال شیشه ای (Tg) از 107.4- تا 80.5- درجه سانتی گراد نشان دادن که وابسته یه ترکیببندی و دقت معادله فاکس است. توالی توزیع از مدل آماری مرتبه اول مارکوف پیروی میکند. مشخص شده است که زنجیرههای کوپلیمر دارای مقادیر بالاتر از Bd شامل سگمنتهای طولانی تر از پلیبوتادیاِن (PBd) و طول توالی سگمنت های (NBd) بوتادیاِن تأثیرات بیشتری بر رفتار تبلور کوپلیمر می گذارند. کوپلیمرهای با NBd ≥ 11.8 می تواند در دماهای پایین متبلور شوند (71- تا 43- درجه سانتیگراد). دمای تبلور و مقدار آنتالپی به تدریج با کاهش در NBd کاهش یافته است. کوپلیمرهای با NBd ≤ 7.9 حتی در دمای بسیار پایین (0 تا 150- درجه سانتی گراد) هم به خاطر بخش های کوتاه PBdآمورف هستند است.
1-مقدمه
پلی بوتادی اِن با ساختار بالای 1،4-سیس (PBd) یکی از مهم ترین الاستومرها مورد استفاده در تایر و سایر مواد الاستیک است. دمای انتقال شیشه ای (Tg) برای PBd در حدود 109- درجه سانتی گراد است، اما قابلیت ارتجاعی(الاستیکی) پلیبوتادیاِن در دمای های پایین حدود 35- به دلیل رفتار ناشی از کریستالیش (تبلور) کاهش می یابد[1، 2]....