[发明专利]一种高官能度端羟基液体橡胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种高官能度端羟基液体橡胶的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：将配置好的引发剂溶液置于反应釜中，使反应釜呈负压状态后加入聚合单体，然后开启搅拌并加热至一定温度后进行反应，反应猝灭后加入碱液进行充分碱洗，最后经过水洗、沉降、干燥得到高官能度端羟基液体橡胶，其中所述聚合单体为丁二烯和乙酸乙烯酯的组合，或为丁二烯和丙烯酸甲酯的组合。本发明所制备的高官能度端羟基液体橡胶具有官能团类型单一，平均官能度高，流变性能优异等特点，具有很好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子合成领域，具体地说，涉及一种高官能度端羟基液体橡胶的制备方法。

背景技术

端羟基聚丁二烯(英文缩写为HTPB)是一种以聚丁二烯为主链，分子链两端带有羟基官能团的液体橡胶，数均分子量为500～10000，在室温下呈粘稠状可流动的聚合物。HTPB的聚合方法主要为自由基聚合和阴离子聚合，对于自由基聚合HTPB，其双端或多端活性聚丁二烯液体橡胶经固化成型后，末端不存在自由的短链，交联网络均匀，交联点之间的链长分布窄，表现出优异的力学性能，可达到与固体橡胶相同的水平，因此HTPB是国内外使用最为广泛的固体推进剂粘合剂品种。其微观结构中含有三种丁二烯异构体，分别为顺式1,4-加成结构、反式1,4-加成结构、1,2-加成结构，其结构式如下：

式中a≈0.2，b≈0.2，c≈0.6。

由于其分子链中具有大量的不饱和双键，因此赋予了HTPB一些独特的物理性能及化学性能。HTPB具有较好的低温柔顺性(其玻璃化转变温度-75℃)，低的表面能，室温下具有较好的流动性(保障了材料可以较方便的进行热固加工成型)，且以HTPB为基体制备的聚氨酯材料都展现出较好的力学性能。

但是HTPB的平均官能度为2.2左右，官能度较低，导致其固化后形成的聚氨酯弹性体无法形成致密的交联网络结构，拉伸强度偏低。为解决其拉伸强度偏低的问题，科研人员开发了多羟基聚丁二烯粘合剂。通过引入更多的羟基，提高了分子的交联活性点，使其形成的聚氨酯弹性体结构中氨酯基氢键作用单元增多，分子间内聚能增大，提高聚氨酯弹性体的力学性能。

阳离子聚合过程极易发生结合、转移、异构化等副反应，很难获得高分子量的聚合物，并且引发过程复杂，机理未能完全确定。而阴离子聚合过程条件严苛，聚合过程中活泼质子和空气均会导致引发剂和增长链失活，导致分子量降低，转化率下降。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种高官能度端羟基液体橡胶的制备方法，该方法是以过氧化氢为引发剂、丁二烯为聚合主单体，通过使用功能单体，向高分子链段中引入带有羟基官能团的聚合链节，提高产物羟基含量，最终得到高官能度的端羟基液体橡胶。相比传统的HTPB，本发明产品具有更高的官能度、更优异的力学性能，固化后体系强度大大增加，拓宽了应用领域。

根据本发明实施例提供的一种高官能度端羟基液体橡胶的制备方法，该制备方法采用以下两种方式中的一种：

1)将配置好的引发剂溶液置于反应釜中，使反应釜呈负压状态后加入聚合单体，然后开启搅拌并加热至一定温度后进行反应，反应猝灭后加入碱液进行充分碱洗，最后经过水洗、沉降、干燥得到高官能度端羟基液体橡胶，其中所述聚合单体为丁二烯和乙酸乙烯酯的组合，或为丁二烯和丙烯酸甲酯的组合；

(2)将配置好的引发剂溶液置于反应釜中，使反应釜呈负压状态后加入聚合单体，然后开启搅拌并加热至一定温度后进行反应，反应猝灭后加入还原剂，最后经过水洗、沉降、干燥得到高官能度端羟基液体橡胶，其中所述聚合单体为丁二烯和丙烯酰胺的组合。

优选地，所述引发剂溶液由极性溶剂与过氧化氢引发剂按质量比(3-12)：1混合而得。

优选地，所述的极性溶剂为无水乙醇、异丙醇、丙酮。