Page 31 - 《橡塑智造与节能环保》2021年11期

综述与专论 ■

这一预测趋势与预期相符。此处还获得了ρ与结合苯乙 表3 通过范德华体积的计算揭示了所选弹性体在298°K下
烯含量之间的简单分析关系。图2绘制了SBR在298°K 氢化对密度的影响
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3
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聚合物 M(g . mol ) V W (cm . mol ) ρCalc(g . cm ) ρExp(g . cm )
和结合苯乙烯含量下的预测密度变化。此处应注意的 PBd-56.5a 54.10 37.37 0.905 (0.8900.896)a
是，上述分析假设是苯乙烯和丁二烯的无规共聚物。 HPBd-56.5a 56.11 40.93 0.857 (0.8600.872)a
PI-49b 68.12 47.66 0.893 0.893b
在高含量的结合苯乙烯下，共聚物不再是弹性体。 HPI-49b 70.14 51.16 0.857 0.861b
丁苯橡胶 c 56.83 38.76 0.917 N/A
氢化丁苯橡胶 c 58.74 42.12 0.872 N/A
注：a.对于含有43.5%1,4-丁二烯和56.5%1,2-丁二烯的PBd；PBd-
56.5的密度值在0.890和0.896之间，HPBd-56.5的密度值在0.860和
0.872之间;
b.对于含有51%1,4-异戊二烯和49%3,4-异戊二烯的聚异戊二烯;
c.对于具有10.0wt.%结合苯乙烯、37.8wt.%1,2-丁二烯和52.2wt.%1,4-
丁二烯的S-SBR
对于丁二烯装置完全氢化后的丁苯橡胶，忽略氢
化1,4-丁二烯和氢化1,2-丁二烯之间VW的微小差异，
298°K下结合苯乙烯摩尔分数n的ρCalc变化为：

ρCalc在298°K下随结合苯乙烯的重量分数z的变化
为：

这些也绘制在图2中。

4 体积和连通性指数之间相关性的应用
通过采用理论概念定义的连通性指数作为主要结
构和拓扑描述符，还研究了结构与性能的相关性。对
图2 苯乙烯和丁二烯的无规共聚物[a)wt.%和b)mol.%]以 于具有相同构型的所有结构单元的烃均聚物，可以直
及相应的氢化无规共聚物通过范德华体积计算得出的聚 接计算相关的简单（自）连接指数δ，价（原子）连接
合物密度在298°K下随结合苯乙烯含量的预测变化（与苯 指数δ ，相应的键指数β和β ，零级（原子）连接指数
V
V
乙烯单体和无定形聚苯乙烯的实验密度值相比） O O V
聚合物重复单元的连接指数 x和 x ，以及聚合物重复
I
I V
3 加氢对密度的影响 单元的一阶（键）连接指数 x和 x 。这种连通性指数
氢化可用于消除弹性体中丁二烯或异戊二烯单元 包含有关分子或聚合物重复单元的结构和电子信息。
的不饱和度。与二价基团—CH=CH—相比，相应的 基于298°K下152种结构不同的无定形聚合物的摩尔体
氢化基团—CH 2—CH 2—的重量增加了7.76%，V w 增加 积V的实验值，建立了V在连接指数方面的相关性，相
了21.06%。—CH 2—CH 3 的重量增加了7.43%，V w 增加 关系数为0.9989。此处通过结合参考文献中的等式来
了17.50%。 采用这种相关性。
如表3中所列，已对三种含二烯弹性体以及相应
的氢化版本的密度进行了估算。显然，这样的计算一
致地预测了氢化导致的聚合物密度的降低。相对于含 这里，已经包括了一个组校正项N C = C 。它是重复
有56.5%1,2-丁二烯的PBd-56.5，完全氢化的HPBd- 单元中碳碳双键的数量，不包括芳香环价键表示中纯
56.5的ρCalc降低了5.3%。 形式的双键。对于以随机比例包含不同构型的单体单

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