Tính kháng nhiệt độ thấp của cao su butadiene

Viet rubber - Phớt cao su tổng hợp

Polybutadiene với hàm lượng đơn vị 1,4-cis- vượt trội (w = 90% và lớn hơn) là một polymer đồng thể có cấu trúc đều đặn, vì vậy tính kháng nhiệt độ thấp được xác định bởi cả sự chuyển thủy tinh và sự kết tinh. Các thông số chuyển thủy tinh và kết tinh của 1,4-cis-polybutadiene về bản chất phụ thuộc vào vi cấu trúc của nó, cuối cùng là phụ thuộc vào loại hệ xúc tác được sử dụng trong quá trình tổng hợp. Các loại xúc tác thương mại từ titanium, cobalt và nickel.

Polybutadiene dùng xúc tác titanium (cao su SKD) được đặc trưng bởi sự phân bố khối lượng phân tử hẹp và thực tế không phân nhánh. Hàm lượng của đơn vị 1,4-cis- w từ 87 tới 93%; đơn vị 1,4-trans từ 3 tới 8% và đơn vị 1,2- từ 3 tới 5%; Tg = -105^oC; phụ thuộc vào các điều kiện trong quá trình polymer hóa, M_w/M_n có thể thay đổi từ 1.5 tới 5. Cao su (SKD-2) đạt được khi sử dụng xúc tác cobalt được đặc trưng bởi sự phân nhánh đáng kể, w thay đổi từ 93 tới 98%; hàm lượng của các đơn vị 1,4-trans- từ 2 tới 4% và các đơn vị 1,2- từ 2 tới 4%, M_w/M_n = 3 – 5; Tg = -107^oC. Xúc tác từ các phức chất π-allyl nickel có thể sản xuất các polymer (ví dụ, SKD-3) chứa tới 98% các đơn vị 1,4-cis-, từ 1 tới 3% các đơn vị 1,2-, M_w/M_n = 5 – 8 và sự phân nhánh đáng kể; Tg = -110^oC.

Sự kết tinh của 1,4-cis-polybutadiene đã được nghiên cứu kỹ. Nhiệt độ mà vận tốc kết tinh lớn nhất T₁ = –(55–56)°C. Ở nhiệt độ này, polybutadiene với w > 93% kết tinh rất nhanh. Hàm lượng đơn vị cis ảnh hưởng rất nhiều đến vận tốc kết tinh, tăng vận tốc kết tinh rõ ràng khi đi từ w = 93% tới w = 96% trong quá trình làm lạnh ở vận tốc cho trước. Nếu hàm lượng đơn vị cis cao hơn, tính kháng nhiệt độ thấp trong thời gian ngắn được xác định hoàn toàn bởi sự kết tinh, thậm chí trong các hỗn hợp cao su với SKI-3 (isoprene). Ở w < 75%, sự kết tinh của polybutadiene không nhận thấy trong thời gian quan sát đủ lớn.

Tham khảo từ tài liệu Low-Temperature Behaviour of Elastomers, M.F. Bukhina, S.K. Kurlyand, CRC Press, 2007, trang 142 - 144

(vtp-vlab-caosuviet)