[发明专利]一种官能化异戊二烯聚合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种官能化异戊二烯聚合物及其制备方法。所述聚合物结构如下式所示：其中：a，b，c均为整数；c为2～6；R为烷基。

技术领域

本发明属于高分子聚合领域，涉及一种官能化异戊二烯聚合物及其制备方法。

背景技术

异戊橡胶是由异戊二烯制得的高顺式(顺-1，4含量为92％～99％)合成橡胶，因其结构和性能与天然橡胶近似，故又称合成天然橡胶。它是一种综合性能很好的通用合成橡胶，主要用于轮胎工业，除航空和重型轮胎外，均可代替天然橡胶。但它的生胶强度、粘着性、加工性能以及硫化胶的抗化学式撕裂强度、耐疲劳性等均稍低于天然橡胶。

在轮胎制造业中，异戊橡胶主要用来替代天然橡胶与丁苯橡胶、顺丁橡胶、炭黑/白炭黑并用来制备轮胎胎侧胶及胎面胶。轮胎配方中增用炭黑，能改善硫化胶的强度，相应降低硫化胶的压缩生热。但是，随着配方中炭黑用量的增大，炭黑的强极性会导致其与烃类橡胶分子的相容性差，在胶料中不易分散，加工性能差，从而导致硫化胶性能下降。为了提高炭黑在胶料中的分散性，改善胶料的加工性能，国内外主要从炭黑改性、基质橡胶改性等方面进行了大量研究。

如采用原位液相接枝技术在炭黑表面接枝聚乙二醇400，研究了接枝前后炭黑补强天然橡胶的性能。结果表明：在相同填料添加量下，填充接枝改性炭黑的胶料焦烧时间和正硫化时间有所缩短，物理机械性能明显改善。(华南理工大学学报(自然科学版)，42(6)：51～56，2014)。

根据相似相容原理，对异戊橡胶进行官能化改性引入含氧、含氮等基团，也是提高填料炭黑在硫化胶中分散程度的重要方法。

为了增加炭黑等填料在异戊橡胶中的分散度，异戊橡胶的环氧化改性成了目前研究的热点。利用过氧酸将异戊橡胶分子链上的部分双键氧化成环氧基团，得到环氧化异戊橡胶，在混炼过程中增加与填料的相互作用，混炼胶物理机械性能更好(弹性体，25(3)：59～61，2015)。

但是，采用官能化单体与现有单体共聚来制备官能化异戊橡胶，进而提高炭黑在官能化异戊橡胶中分散度的方法，却鲜有报道。

发明内容

本发明的目的是提出一种官能化异戊二烯聚合物及其制备方法。

具体而言，本发明提供的官能化异戊二烯聚合物，其结构如下式I所示：

其中：a，b，c均为整数；

c为2～6；

R为烷基。

本发明所述的官能化异戊二烯聚合物，其重均分子量M_w为40000～2000000。

本发明所述的官能化异戊二烯聚合物，其分子量分布M_w/M_n为1.5～7。

本发明所述的官能化异戊二烯聚合物，其顺1，4-结构含量大于97％。

本发明所述的官能化异戊二烯聚合物，由异戊二烯和官能化异戊二烯两种单体共聚而成。

本发明所述的官能化异戊二烯聚合物，其中官能化异戊二烯含量占整个聚合物重量的0.01％～10％。

本发明所述的官能化异戊二烯聚合物，式I中R为甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，己基中的一种。

本发明还提供了以上官能化异戊二烯聚合物的制备方法，具体如下：在由稀土羧酸盐、烷基铝、卤素化合物组成的稀土催化剂作用下，异戊二烯和官能化异戊二烯在有机惰性溶剂中，0℃～90℃温度范围内，聚合0.1h～5h后，加入总单体质量的1wt％的2，6-二叔丁基对甲基苯酚的乙醇溶液终止反应得到。