青科大：高反式-1,4-丁二烯-異戊二烯共聚橡膠老化行為研究

高反式-1，4-丁二烯-異戊二烯共聚橡膠（TBIR），是丁二烯與異戊二烯單元的嵌段共聚物，該共聚物兼具優異的動態效能及加工效能。該共聚物與通用橡膠的並用膠表現出低滾動阻力及生熱、優異的耐屈撓效能，是發展高效能綠色輪胎的理想膠料。但是，該共聚物內部含有大量不飽和雙鍵，容易在加工使用過程中發生老化，從而降低其使用價值。近日，青島科技大學賀愛華教授課題組研究了高反式丁戊共聚橡膠在不同條件下的老化行為，相關成果發表於Polymer Degradation and Stability

高反式-1，4-丁二烯-異戊二烯（TBIR）是一種具有高含量的反式-1，4構型（>90%）的多嵌段共聚物橡膠，結晶熔融溫度在30-45℃（ Polymer 143 （2018） 173-183；Polymer 109 （2017） 197-204；Polymer 156 （2018） 148-161等）。研究表明，TBIR與NR/BR或SSBR/BR並用時可以提高抗疲勞效能和耐磨性並且降低滾動阻力（Compos。 Part A 116 （2019） 197-205；Compos。 Sci。 Technol。 158 （2018） 156-163）。相比於NR，TBIR混煉膠具有更高的熱氧老化穩定性（圖1）。

圖1。 NR，BR，TBIR混煉膠在100 oC熱氧老化12h前後的門尼粘度

作者進一步考察了TBIR、NR、BR混煉膠在熱剪下作用下的穩定性（圖2）。相比於NR，TBIR具有較高的熱剪下穩定性，且具有與BR不同的老化行為。

圖2。 RPA在150 oC下時間掃描曲線：a1， a2）彈性模量G’保留率，b1，b2）複數粘度η*保留率

進一步研究了TBIR在混煉、開煉及模壓等常用加工工藝後的門尼粘度保留率，發現TBIR在加工過程中的穩定性優於NR（圖3）。

圖3。 NR，BR，TBIR混煉膠經不同加工工藝後的門尼粘度保留率

最後，研究了TBIR及NR硫化膠熱氧老化前後的物理機械效能變化（圖4）。結果表明TBIR硫化膠經熱氧老化後的物理效能保留率更高。

圖4。 NR、TBIR硫化膠老化前後效能保留率

綜上，作者研究了高反式丁戊共聚橡膠在不同熱氧及常規加工條件下的老化行為，並將其與NR作對比。該工作不僅有助於深刻理解反式丁戊橡膠的老化行為，而且將為改善該材料的耐老化性提供參考依據。研究工作實驗部分由碩士研究生李寧完成。研究工作得到了山東省自然科學基金重大專案（ZR2017ZA0304）、泰山學者工程的資助。

參考文獻

https：//doi。org/10。1016/j。polymdegradstab。2020。109456

https：//www。sciencedirect。com/science/article/pii/S0141391020303852

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