阅读说明：本技术 一种sbs弹性体的改性方法 (Modification method of SBS elastomer ) 是由 宋道磊 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种SBS弹性体的改性方法,属于高分子改性技术领域。本发明方法为：在氩气保护下,加入环己烷和苯乙烯以及正丁基锂,在一定温度下进行第一阶段聚合反应,然后加入环己烷和丁二烯的混合物,在一定温度下进行第二阶段聚合反应,之后加入环己烷和苯乙烯的混合物,在一定温度下进行第三阶段聚合反应,反应完成后冷却,之后再加入三异丁基铝,搅拌至黄色褪去,再加入一定量的环氧乙烷,继续反应直至反应结束即可。本发明合成步骤简单快捷,反应条件温和,无毒副产物的绿色化合成方法,显著提高了SBS-PEO嵌段聚合物的亲水性和电性能,其极性相比于纯SBS有了很大提升,且PEO含量越高,聚合物的极性越大。(The invention discloses a modification method of SBS elastomer, belonging to the technical field of macromolecule modification. The method comprises the following steps: under the protection of argon, adding cyclohexane, styrene and n-butyllithium, carrying out a first-stage polymerization reaction at a certain temperature, then adding a mixture of the cyclohexane and butadiene, carrying out a second-stage polymerization reaction at a certain temperature, then adding a mixture of the cyclohexane and styrene, carrying out a third-stage polymerization reaction at a certain temperature, cooling after the reaction is finished, then adding triisobutylaluminum, stirring until the yellow color fades, then adding a certain amount of ethylene oxide, and continuing the reaction until the reaction is finished. The invention has simple and rapid synthetic steps, mild reaction conditions and green synthetic method of non-toxic byproducts, obviously improves the hydrophilicity and the electrical property of the SBS-PEO block polymer, greatly improves the polarity compared with pure SBS, and the higher the PEO content is, the higher the polarity of the polymer is.)

一种SBS弹性体的改性方法

技术领域

本发明涉及一种SBS弹性体的改性方法，属于高分子改性技术领域。

背景技术

热塑性弹性体SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)是当前世界上产量最大的热塑性弹性体之一，其在常温下表现出橡胶的弹性，高温下具有热塑性，拉伸性能、溶解性、抗滑性以及耐低温等性能都十分优异，所以SBS在很多领域都有重大应用。但是随着生产生活中人们对材料的性能要求不断提高，单纯的SBS性能已表现出不足，关于SBS改性的研究引起了普遍关注。聚环氧乙烷(PEO)作为链段在聚合物结构中出现，其优异性能会随着结构的存在转移到聚合物上，从而提高聚合物性能，扩大其应用范围。

目前SBS的改性方法有加氢、磺化改性、接枝改性、原位聚合反应、共混改性等，这些方法操作较为复杂，易产生污染。

发明内容

本发明采用单锂四步加料的方法合成一系列分子量不同的SBS-PEO嵌段聚合物，通过引入嵌段对SBS进行改性的方法新颖；该方法是一种方便简洁、无毒无害的绿色化合成方法。

首先，本发明提供了一种SBS弹性体的改性方法，所述方法包括以下步骤：在氩气保护下，加入环己烷和苯乙烯以及正丁基锂，在一定温度下进行第一阶段聚合反应，然后加入环己烷和丁二烯的混合物，在一定温度下进行第二阶段聚合反应，之后加入环己烷和苯乙烯的混合物，在一定温度下进行第三阶段聚合反应，反应完成后冷却，之后再加入三异丁基铝，搅拌至黄色褪去，再加入一定量的环氧乙烷，继续反应直至反应结束即可。

在本发明的一种实施方式中，所述方法包括以下步骤：在氩气保护下在反应器中加入环己烷和苯乙烯，环己烷的浓度5％-20％，40℃-50℃预热0.5-1h；再加入正丁基锂，40℃-50℃反应1-2h；待第一阶段聚合反应完成后，氩气保护下再加入环己烷、丁二烯混合物，40℃ -50℃反应2-3h；待第二阶段聚合反应完成后，氩气保护下再加入环己烷、苯乙烯混合物， 40℃-50℃温度下反应1-2h；第三段聚合反应完成后，冷却至室温，先加入三异丁基铝，搅拌至体系黄色完全褪去，再加入一定量的环氧乙烷，阶梯升温至40-50℃继续反应4h-5h直至反应结束即可。

在本发明的一种实施方式中，加入正丁基锂之前，先用精密注射器注入微量正丁基锂杀杂。

在本发明的一种实施方式中，加料过程中，按照质量份数计，加入苯乙烯80-100份，丁二烯40-70份，环氧乙烷0-20份。

在本发明的一种实施方式中，第一次加入苯乙烯和第二次加入苯乙烯的质量比为(40-50)： (40-50)。

在本发明的一种实施方式中，正丁基锂和三异丁基铝的质量比为(0.5-2):(1-2)。

在本发明的一种实施方式中，所述阶梯升温是指：每十分钟升温10℃。

在本发明的一种实施方式中，所述环己烷、丁二烯混合物中，环己烷的浓度为5％-30％

在本发明的一种实施方式中，所述环己烷、苯乙烯混合物中，环己烷的浓度为5％-20％。

本发明还提供了上述改性方法制备得到的改性SBS弹性体SBS-PEO。

本发明还提供了上述改性SBS弹性体SBS-PEO在极性化SBS生产领域中的应用。

与现有技术相比，本发明优点：

本发明合成方法是一种合成步骤简单快捷，反应条件温和，无毒副产物的绿色化合成方法，引入PEO嵌段显著提高了SBS-PEO嵌段聚合物的亲水性和电性能，其极性相比于纯SBS 有了很大提升，且PEO含量越高，聚合物的极性越大。

附图说明

图1 70℃下PEO含量不同的嵌段聚合物介电常数。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

在氩气保护下相聚合瓶内导入5g环己烷和50g苯乙烯，环己烷浓度约10％，50℃水浴预热0.5h。先用精密注射器注入微量正丁基锂杀杂，再加入0.5g正丁基锂，以引发苯乙烯聚合，50℃水浴反应1h；待第一阶段聚合反应完成，氩气保护下导入5g环己烷和50g丁二烯混合物，50℃反应3h；待第二阶段聚合反应完成，氩气保护下导入5g环己烷和50g 苯乙烯混合物，50℃水浴反应1h；三段聚合反应完成后，冷却至室温，先加入与引发剂正丁基锂量成2：1比例的三异丁基铝，搅拌至体系黄色完全褪去，再导入4.0g的环氧乙烷(伴随搅拌)，每分钟10℃阶梯升温至50℃继续反应4h直至反应结束，即制备得到改性SBS 弹性体SBS-PEO。

此时，制备得到的SBS-PEO中PEO的含量为2.6％。

改变此处实施例1中PEO的加入量(成比例修改两次加入的PEO的用量)，使得最终制备得到共聚物中PEO的含量分别为0％、2.6％、4％和8％。

然后通过接触角测量仪、凝胶渗透色谱等测试手段对产物进行表征。

对制备得到的共聚物进行接触角测试，具体测试方法为先将纯SBS与PEO含量分别为 2.6％、4％、8％的SBS-PEO溶解在四氢呋喃中，然后分别在玻璃片上刮制成膜，利用接触角测量仪JC2000D进行测试，保存图片后标明各接触角，每个样品测试4组，取平均值。

测试结果见表1，可见PEO含量越高，其极性就越大，亲水性也更好。

表1：PEO含量不同的SBS-PEO的接触角

对制备得到的共聚物进行介电常数测试，将上述4种PEO含量不同的聚合物先使用橡胶加工仪器180℃下压制成厚度为2mm的薄片，再用直径1cm打孔器打出适用于介电测试仪器的样品(厚度2mm，直径9mm的圆片)。每组样品测试三次，分别在室温(19.4℃)、 40℃、70℃三种温度下测试，测试频率选择为1～10⁶hz，测试电压为10V。

70℃下的测试结果见图1，可见，当温度相同时，PEO含量高的嵌段聚合物的介电常数明显比PEO含量低的聚合物高。其中纯SBS比PEO含量为2.6％的聚合物介电常数低很多，这说明少量的PEO就可以极大地改良SBS的极性。在其他测试温度下，规律和70℃下的规律一致。

可见，PEO含量越高，其极性就越大，亲水性、电性能也就越好。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。