[发明专利]一种官能化丁二烯聚合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种官能化丁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为烷基或烷氧基。

技术领域

本发明属于高分子聚合领域，涉及一种官能化丁二烯聚合物及其制备方法。

背景技术

顺丁橡胶(BR)是由丁二烯聚合而成、结构规整、顺式含量在95％以上，产量仅次于丁苯橡胶的第二大合成橡胶。与天然橡胶和丁苯橡胶相比，硫化后其耐寒性、耐磨性和回弹性优异，动负荷下发热少，耐老化性良好，易与天然橡胶、氯丁橡胶或丁腈橡胶并用，用于制造汽车轮胎和耐寒制品，还可以制造缓冲材料及各种胶鞋、胶布、胶带和海绵胶等，其中轮胎制造业的需求量约占总需求量的77％。

在轮胎制造业中，顺丁橡胶大多与天然橡胶、丁苯橡胶、炭黑/白炭黑并用来制备轮胎胎侧胶及胎面胶。众所周知，轮胎配方中增用白炭黑，能改善硫化胶的撕裂强度，还能相应地降低硫化胶的压缩生热。但是，随着配方中白炭黑用量的增大，白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，故其应用受到极大限制。为了提高白炭黑在胶料中的分散性，改善胶料的加工性能，国内外科研工作者主要从以下几方面：硅烷偶联剂加入、白炭黑改性、基质橡胶改性等方面进行了大量研究。

目前在轮胎加工过程中，常常加入硅烷偶联剂来解决填料白炭黑在基质橡胶中分散性差的问题。在偶联剂用量很小的情况下即能有效降低白炭黑之间的相互作用，显著减小混炼胶的门尼黏度，使白炭黑快速混入，提高白炭黑在胶料中的分散度，可将白炭黑在胶料中的分散度提高1个或1个以上等级，并能使胶料物理性能、半成品加工、成品成型性能良好。

有文献报道，在天然橡胶/顺丁橡胶/白炭黑混炼胶中加入硅烷偶联剂(KH-550，KH-560，KH-580)，提高了白炭黑在天然橡胶/顺丁橡胶中的分散度，增强了混炼胶的物理机械性能(橡胶工业，39(3)：165～169，1992)。

另外，对白炭黑进行化学改性，以提高其在橡胶中的分散度，是近年来研究的热点。专利CN101948638A公开了“一种高分散的橡胶用纳米白炭黑的改性方法”。先将纳米白炭黑分散于去离子水中，充分分散形成反应体系；再向反应体系中滴加硅烷偶联剂的无水乙醇溶液，在75～85℃下反应1.33～1.66h制得改性纳米白炭黑。所制得的改性白炭黑在橡胶中的分散性得到显著改善。

根据相似相容原理，对顺丁橡胶进行官能化改性引入含硅、含氧、含氮等基团，也是提高填料白炭黑在硫化胶中分散度的重要方法之一。

如经链中环氧化改性的环氧化顺丁橡胶在原有基础上，提高了填料(炭黑/白炭黑)在橡胶中的分散性，增加了橡胶与纲丝帘子线的粘结性，在高性能轮胎中具有良好的应用前景(Acta Cienc.Indica,chem.，19(4):142，1993)。

但是，采用官能化单体与现有单体共聚来制备官能化顺丁橡胶，进而提高白炭黑在官能化顺丁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丁二烯聚合物及其制备方法。

具体而言，本发明提供的官能化丁二烯聚合物，其结构如下式I所示：

其中：a，b，c均为整数；

c为2～6；

R为烷基或烷氧基。

本发明所述的官能化丁二烯聚合物，其重均分子量M_w为50000～1500000。

本发明所述的官能化丁二烯聚合物，其分子量分布M_w/M_n为1.5～7。

本发明所述的官能化丁二烯聚合物，其顺1，4-结构含量大于95％。