聚甲基丙烯酸甲酯就是我们所熟悉的PMMA塑胶原料,聚合物改性天然橡胶可由乙烯基单体在橡胶溶液中或在胶乳中的聚合来制得(Allen和Menett,;Allen等,I;Alien,)。
在橡胶介质中进行聚合这一事实,并不一定意味着与聚异戊二烯分子产生反应。然而,二氢月桂烯的模型研究表明,如果使用恰当的引发剂(如过氧化物、氢化过氧化物)可以产生苯乙烯PE塑胶原料聚合(SDcanlan,)、甲基丙烯酸甲酸酯聚合(Allen等,;Allen和McSweeney,)、乙酸乙烯酯聚合(Allen等,)和丙烯腈聚合(Allen和McSweeney,)。
最终橡胶共聚物接枝的一般结构可表述如下:
20世纪50年代中期就已销售牌号为Heveaplus的聚甲基丙烯酸甲酯改性天然橡胶。根据英国橡胶生产者研究协会(BRPRA)技术公报()报道,最初设定了两种类型:HeveaplusMM是天然橡胶胶乳提浓物与指定量的聚甲基丙烯酸甲酯分散体组合而得到要求比例的橡胶/聚合物,随后经共凝固、洗涤和干燥制成聚甲基丙烯酸甲酯与天然橡胶的简单混合物。
而HeveaplusMG则是以叔丁基过氧化氢为聚合引发剂,将天然橡胶胶乳与需要量的甲基丙烯酸甲酯单体反应而制得的接枝类型,在四亚乙基五胺(作为氧化还原系统的另一半)中搅拌,实际上反应完成需时2h,产物在含有0.1%氧化钙的沸水中凝固,然后切成片,干燥即得成品。第一类产物似乎从未获得工业界的青睐,而接枝型产物被证实可以用在某些方面,实际上,目前仍在马来西亚生产。依据聚甲基丙烯酸甲酯的接枝比例,能获得不同改性程度的产物。橡胶模量的变化,在这种情况下,用稀释HeveaplusMG23(甲基丙烯酸甲酯含量为23%)方法可得到所研究的胶料。实际上,仅由HeveaplusMG也可得到同样的结果。
聚甲基丙烯酸甲酯接枝天然橡胶的主要优点在于它具有自补强能力,可以用在粘合剂上。初期开发,是在天然橡胶价格高于甲基丙烯酸甲酯的一段时期。作为生产硬橡胶方法,HeveaplusMG似乎具有用作胎面胶的潜力,在硬度相等前提下,它应比炭黑填充硫化胶容易加工。遗憾的是其耐磨性较差,因此这种用途的开发受阻。稍后,在汽车应用领域开拓了以天然橡胶为基础的硬而有韧性材料市场,应用于遮阳板(填料板)、软颈皮、后端、抛光条和保险杠。这些可以采用HefveaplusMG49(甲基丙烯酸甲酯含量为49%)与天然橡胶的共混物(Wheelans,)。
补强炭黑在内所能达到的硬度和性能。工业上通用的三种HeveaplusMG是:甲基丙烯酸甲酯含量为30%的MG30、含量为40%的MG40和含量为49%的MG49。在He-veaplusMG49中,接枝聚合物约为80%,另有10%的游离聚甲基丙烯酸甲酯和10%的游离聚异戊二烯。改性橡胶在普通炭黑填充下,能很容易地与任何比例天然橡胶共混,并用普通硫磺硫化体系硫化。另一方面,当改性橡胶仍显示相当髙的刚性时,则可采用不稀释和不加填料的方法。
当今,HeveaplusMG49的年产量约为50t,MG30约为t,但是其主要用途为粘合剂而非硬质韧性材料。很早就已进行聚甲基丙烯酸甲酯接枝天然橡胶工作,它与NR/PVC相比,具有优异的粘合强度,特别适用于制鞋业。这种改性橡胶分子结构内,既含有极性的聚甲基丙烯酸甲酯组分,又含有非极性的聚异戊二烯组分。通常,由于这两种组分的不相容特点,可把它制成粘合相异表面的特殊材料。
改性橡胶可按溶液接枝聚合法制备,但最适合的方法是以过氧化苯甲酰为催化剂,在适宜溶液中进行天然橡胶与甲基丙烯酸甲酯单体的原位接枝。Bevan和Bloomfield()现,在天然橡胶和PCV之间,一旦聚甲基丙烯酸甲酯量超过35%,其粘合强度明显提高。由于有这么高的剥离强度,因此,可以把聚甲基丙烯酸甲酯接枝天然橡胶溶液作为NR/PVC塑料原料混合物直接硫化成鞋底。另外,任何情况下,当接枝甲基丙烯酸酯用量超过35%时,这种粘合溶液相当稳定并且效果相同,用改变硫化温度和时间的方法不起作用。
通常以甲苯或甲乙酮为溶剂可专门制得细粒易流动的粉状HeveaplusMG49,可用作能迅速溶解的粘合剂。然而,尽管固有的生产或许价格更贵些,而且还得有另外的专门技能,但聚甲基丙烯酸甲酯接枝天然橡胶溶液的原位制备,作为一种可获得的工业工程塑料材料,并不限于这些用途。
来源:网络编辑:奎博士
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