分子动力学模拟预测链中改性溶聚丁苯橡胶结构与性能关系及温度依赖性

李佳萱，李仪凡，韩雅灵，任童威，韩天航，罗振扬，罗艳龙

(南京林业大学 理学院，江苏 南京 210037)

丁苯橡胶是由丁二烯和苯乙烯聚合而成的无规共聚物，是产量最大、工业化最早的橡胶之一。丁苯橡胶的性能非常接近天然橡胶，其加工性、耐磨性以及耐老化性能较好，与填料相容性以及与其他橡胶的并用性也较好[1]。工业生产中常采用乳液聚合和溶液聚合生产丁苯橡胶，其产物分别是乳聚丁苯橡胶(emulsion-polymerized styrene butadiene rubber，ESBR)和溶聚丁苯橡胶(solution-polymerized styrene butadiene rubber，SSBR)[2]。其中，SSBR兼具优良的抗湿滑、低滚动阻力性能，以及硫化速度快等特点，被广泛应用于防滑轮胎、绿色轮胎等[3]。随着节能环保要求的不断提高，降低滚动阻力、提高燃油经济性成为轮胎研究的重要方向。而SSBR作为绿色轮胎的重要材料，通过SSBR的大分子结构设计以期提高其综合性能一直是化学和材料学家致力的方向。

为了改善复合材料的性能，通常会对橡胶基体进行改性，主要包括对其进行链中官能化、末端改性以及偶联改性等。而链中官能化又包括链中接枝、链中环氧化、引入第三单体等[4]。如李福崇等[5]研究发现链中环氧化SSBR能明显提高白炭黑的分散性。CALDEMS等[6]将马来酸酐接枝到丁苯橡胶上，发现所得产物的均一性、力学性能、耐疲劳性和耐磨性能均有较大改善。郑涛等[7]研究链末端改性SSBR对轮胎胎面胶性能的影响，发现其有效改善了轮胎的制动性能和生热性能。所以对橡胶分子链进行改性已成为提高SSBR综合性能的重要手段。然而，传统改性SSBR的开发多依赖经验和试错法实验，结构与性能关系多为定性分析，缺乏系统的研究和定量的结论。……