Введение к работе
Актуальность темы.Каучуки общего назначения широко применяются в различных областях шинной и резинотехнической промышленности. Однако, присущие этим каучукам некоторые недостатки
- пониженные когезионная прочность и низкотемпературные свойс
тва, недостаточное сцепление с дорожным покрытием, слабое соп
ротивление проскальзыванию на влажной дороге - не позволяют
получать резины на их основе с показателями, удовлетворяющими
современным требованиям шинной промышленности.
Согласно литературным и патентным данным изменением структуры полимерной цепи можно существенно повысить технологические и физико-механические свойства каучуков, а также тепло- и морозостойкость резин на их основе. Изменение строения цепей полимера мокет быть достигнуто как регулированием макроструктуры цепи (при гомополимеризации), так и получением полимеров с чередующимися звеньями сомономеров (сополимериза-ция). Развитие этих направлений является весьма актуальным, поскольку открывается возможность целенаправленного синтеза каучуков с заданным комплексом свойств - технологических, физико-механических и низкотемпературных.
Решение этих задач возможно только на основе исследований по изучению условий синтеза полимеров и установления факторов, определяющих регулярность построения полимерных цепей.
Кроме того, при синтезе полибутадиенового каучука под действием каталитических систем на основе галогенидов титана происходит образование токсичных олигсмеров бутадиена с крайне неприятным запахом. Улучшение экологической обстановки в городах требует замены "титановых" катализаторов "кобальтовыми", которые вызывают образование цис-полисутадиена без побочных олигомеризационных процессов.
Цель работы состояла в изучении влияния состава каталитических комплексов на основе соединений V, Ті и Со на строение сополимеров изопрена с этиленом, а также полибутадиена для нахождения условий синтеза (со)полимеров с заданным комплексом свойств.
Научная новизна работы:
- на основании систематического исследования сополимеризации
изопрена с этиленом под действием каталитической системы
- 4 -С(СНз)з5і(Ш0СІ2 - (и80-С4Нд)зА1 установлен основной фактор, определяющий синтез высокомолекулярных сополимеров, - концентрация этилена в системе;
методом ЭПР-спектроскопии определен состав продуктов взаимодействия компонентов каталитической системы ТіСЦ-СбНбСОСКз-(изо-С4.Нд)зА1 и продемонстрирована взаимосвязь между составом каталитических комплексов Ті и строением сополимеров изопрена с этиленом;
установлено, что соотношение компонентов "титановой" каталитической системы и температура процесса влияют на селективность и стереоспецифичность сополимеров изопрена с этиленом;
показано, что низкая температура приготовления растворов воды в толуоле позволяет получать под действием "кобальтовой" каталитической системы цис-полибутадиен, не содержащий нерастворимый полимер (гель), и что при снижении температуры в спектрах ПМР раствора воды в толуоле исчезают сигналы протонов воды;
методом ЭПР-спектроскопии изучен состав продуктов взаимодействия компонентов "кобальтовой" каталитической системы и установлена зависимость их состава от условий проведения процесса;
выявлены основные факторы, определяющие макроструктуру (степень разветвления) цепей полибутадиена: концентрация воды в системе, температура и степень конверсии мономера.
Практическая значимость работы.
предложен способ синтеза высокомолекулярного чередующегося сополимера изопрена с этиленом - нового типа каучуков общего назначения;
разработан способ синтеза безгелеБого 1,4-цис-полибутадиена под действием "кобальтовой" каталитической системы. В выбранных условиях выпущены опытно-промышленные партии полибутадиена и испытаны в шинной и резинотехнической промышленностях, показана возможность замены "титанового" полибутадиена "кобальтовым" .
Автор защищает -.
- результаты исследования чередующейся сополимеривации изопре
на с этиленом под действием каталитических систем на основе
соединений V и Ті; условия синтеза сополимеров с высокой моле-
кулярной массой;
влияние условий процесса на состав комплексов титана и структуру сополимеров изопрена с этиленом;
способ синтеза безгелевого цис-полибутадиена под действием "кобальтовой" каталитической системы;
факторы, регулирующие процесс разветвления при полимеризации бутадиена -1,3.
Апробация работы. Результаты работы были доложены на III Всесоюзной конференции молодых ученых по физической химии, Москва, 1986г.; на III Российской конференции резинщиков "Сырье и материалы для резиновой промышленности: настоящее и будущее", Москва, 1996г.
Публикации. По результатам диссертационной работы опубликованы две статьи, одна статья принята к печати.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на /4v страницах машинописного текста и состоит из следующих разделов: введение, литературный обзор, экспериментальная часть, результаты и их обсуждение, выводы, включает 17 таблиц, 24 рисунка. Библиография содержит 148 наименований.
