Page 39 - 《橡塑智造与节能环保》2024年3期

综述与专论

聚法尼支链丁基橡胶：一种高效、可持续的

加工解决方案

丁基橡胶（IIR）是由异丁烯和异戊二烯在低 具有良好的密封和再密封性能，例如，允许针头穿透
于-90℃的反应温度下由阳离子引发的共聚反应形成 而不会明显碎裂。这些特性的结合使XIIR成为医疗行
的。市售牌号具有0.5~2.5 mol%的异戊二烯单体，该 业的理想用途。
异戊二烯单体沿着聚合物骨架可用于硫化或进一步官 丁基橡胶是一种相对线性的聚合物，主要是由于
能化反应。IIR的独特性质是由于异丁烯单元，其在空 共聚单体含量低。在一些情况下，更高分子量/高门尼
间上受到两个位于沿着主链的交替碳单元上的庞大甲 丁基的胶料可能遭受较差的可加工性，而相反地，更
基的存在的阻碍。为了容纳庞大的甲基，聚合物主链 低分子量/低门尼丁基胶料可能获得差的生坯强度。一
必须伸长和扭曲，使丁基橡胶链采用更密集的填充结 种使加工性能对分子量的依赖性解耦的方法是生产支
构。丁基橡胶中的这种变形和增加的填充密度导致了 链丁基橡胶。这可以在聚合过程中通过加入支化剂来
对气体和湿气的优异渗透阻力。此外，IIR极低水平的 实现。丁基橡胶的支化剂传统上是基于苯乙烯-丁二烯
不饱和度确保了优异的热稳定性、氧化稳定性和化学 共聚物，其中丁二烯段在支化过程中是活性的。如图
稳定性。 2所示，生长的丁基聚合物链终止于支化剂的不饱和
可以通过在异戊二烯单元中加入溴或氯来卤化 度上，导致产生高分子量支化部分和较低分子量线性
IR，从而分别产生溴丁基橡胶（BIIR）或氯丁基橡胶 链。研究表明，由这种支链丁基橡胶衍生的胶料具有
（CIIR）（图1）。卤化可以提高硫化速率，并改善与 提高的生坯强度和流动稳定性，同时也表现出更好的
高二烯橡胶类型（如聚丁二烯、聚苯乙烯-丁二烯或天 加工性能。
然橡胶）的硫化相容性。 Arlanxeo（阿朗新科）公司最近开发了一种新的
平台技术，使用聚法尼烯作为支化剂生产支化丁基橡
胶。聚法尼烯是一种生物基聚合物，由高纯度反式-β-
法尼烯通过酵母发酵过程生产而成。与传统的基于丁
二烯的支化剂不同，由于存在相对较长的侧链，聚法
尼烯采用“瓶刷”结构。这种结构导致在聚合过程中可
接近的不饱和位点明显增多；因此，聚法尼烯是比先
图1丁基橡胶（IIR）和卤化丁基橡胶（XIIR，X=Br或
Cl）的化学结构 前使用的苯乙烯-丁二烯衍生物明显更有效的支化剂。
与现有技术中使用的苯乙烯-丁二烯衍生物相比，聚
CIIR和BIIR都保留了母体IR弹性体的关键性能， 法尼作为支化剂的有效性大约高出了10倍（图2）。
包括与其他弹性体相比具有低的气体和液体渗透速率 Arlandheo公司已申请该平台技术的专利保护。
（包括低吸水率）。此外，由于制造工艺的性质，卤 聚法尼丁基橡胶（PF-IIR）也可以卤化以生产聚
化丁基橡 胶（XIIR）具有低可提取或可浸出材料，对 法尼卤化丁基橡胶（PFD-XIIR）。与基于丁二烯的支
药用制剂或生物试品（即血液采集）中可能存在的活 化剂相比，使用聚芳烯作为支化剂的一个明显好处是
性成分具有良好的兼容性（即低反应性）。较低的玻 所得聚合物的清洁度：由于聚芳烯是高效的，PF-IIR
璃化转变温度（-68℃）使丁基橡胶在较宽的温度范围 含有最少的残留或未合并的支化试剂。因此，与使用
内保持韧性，这也使XIIR能够用于药品的冷冻干燥过 苯乙烯-丁二烯基支化剂制备的支链卤化丁基橡胶不
程（冷冻干燥）。由XIIR制成的胶料也可以被设计成 同，卤化后，聚合物可保持无色。聚法尼支化剂的残

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