Page 32 - 《橡塑智造与节能环保》2021年11期

■ 综述与专论

元的无规共聚物或均聚物，如图1所示的整个聚合物重 约173个重复单元相比，PE的缠结链由约37个重复单
复单元的连接指数的含义变得不够准确。 元组成。对于聚合物链的粗粒度描述，不涉及相关重
表4 通过摩尔体积和连接性指数之间建立的相关性估算 复单元的化学组成信息。在这里，聚合物密度成为分
选定弹性体在298°K下的密度 析聚合物链的材料属性输入。例如，缠结链V e 的体积
聚合物 0Ȥ 0ȤV 1Ȥ 1ȤV NC=C ȡCalc ȡExp
PIB 3.2071 3.2071 1.7071 1.7071 0 0.856 0.918 等于M e /(ρNAV)，其中NAV是阿伏伽德罗数。与PE相
聚乙烯 1.4142 1.4142 1.0000 1.0000 0 0.873 0.851 比，PIB的Me显著升高意味着PIB的浓度明显降低。采
顺式 2.8284 2.5689 2.0000 1.6498 0.916 0.900
PBd 1 用413°K下链动力学的描述，约束缠结链横向运动的
顺式PI 3.6987 3.4916 2.3938 2.0505 1 0.889 0.910 “管”直径对于PIB约为74Å，对于PE约为36Å。如前所
PPT 3.5355 3.2760 2.5000 2.1498 1 0.907 0.89
述，根据12个单体单元组成的低聚物分子填充的蒙特
由此获得的五种聚合物的密度估计值列于表4。 卡罗模拟，发现未占用体积的比例较低，这是一个有
同样，对于每种聚合物，ρCalc接近ρExp。然而，在 趣的对比。
ρCalc中PIB和PE以及所有五种聚合物之间的排序与
ρExp中的相应排序不同。此外，1,2-聚丁二烯（未在
6 总结
表4中列出）的ρCalc为0.929g/cm ，高于ρCalc=0.916g/ 鉴于对车辆和轮胎轻量化的持续追求，初步尝试
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cm 的顺式聚丁二烯。这种排序也与ρExp在25℃下对
研究了25℃下弹性体密度与化学成分的关系。通过添
聚丁二烯的实验观察结果相反。 加基团给出估计分子范德华体积的方法和采用摩尔体
积和连通性指数之间已建立的相关性的方法，并应用
5 补充说明 于检测轮胎制造中使用/研究的一些弹性体。
人们早就认识到，在低分子量下，聚合物密度 对于每种聚合物，估计的密度值确实接近文献中
随着分子量的增加而增加。聚合物链端具有额外的自 报道的实验密度值。然而，这两种方法都很难明确地
由体积。因此，较低聚合物分子量的链端浓度越高， 将分子堆积的更微妙的影响包括在相邻微观化学结构
聚合物密度越低。通过对不同分子量的聚二甲基硅氧 之间的空间相互作用中。因此，根据所讨论的各种弹
烷（PDMS）在不同温度下的比体积Vsp测试，观察 性体中的预估密度值进行的排序与根据实验密度值进
到在M n ~6,000（M w /M n ~1.7）时，ρ达到最大值且与分 行的排序不一致。另一方面，对分子范德华体积的考
子量无关。这相当于达到的每单位体积化学键的最大 虑确实提供了SBR密度和结合苯乙烯含量之间的简单
堆积。相比之下，PDMS在298°K下的缠结分子量Me 分析关系，并预测二烯单元的氢化会降低含二烯弹性
为12,000。相对于298°K下M n 为594（M w /M n =1.12）的 体的密度。轮胎胶料通常由可混或不可混的几种弹性
PDMS的ρ，M n =6,560（M w /M n =1.71）的PDMS的ρ高约
体制成，这些弹性体是根据对聚合物和填料-聚合物相
7.3%。另一个极端的例子是，在298°K下，苯乙烯单
互作用的深入了解而选择的。故要注意弹性体的密度
体的ρ为0.901g/cm ，而无定形聚苯乙烯的ρ为1.050g/ 有助于在材料体积恒定（有助于轮胎整体耐磨性）或
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cm （即高出16.5%）。
轮胎胶料体积减少的情况下实现轮胎轻量化的目标。
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在413°K下，PE（ρ=0.785g/cm ）的M e 为1,040， 编译自《RubberWorld》No.10/2021
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而PIB（ρ=0.849g/cm ）的M e 为9,710。因此，与PIB的 章羽

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