수소화 된 스티렌-이소프렌 공중 합체의 중합 과정은 분자량 및 블록 구조에 어떤 영향을 미칩니 까?

1. 중합 기술
수소화 된 스티렌-이소프렌 블록 공중 합체를 생산하는 데 사용되는 두 가지 주요 중합 기술은 다음과 같습니다.
살아있는 음이온 중합
순차적 중합
살아있는 음이온 중합
주요 특성 :이 과정은 잘 정의 된 구조를 갖는 고도로 제어 된 블록 공중 합체를 만드는 데 사용됩니다. 살아있는 음이온 성 중합 공정은 매우 정확하며, 이는 분자량, 블록 길이 및 블록 구조에 대한 엄격한 제어를 허용한다는 것을 의미합니다.
분자량에 미치는 영향 : 중합체의 분자량은 주로 단량체 대 이니타이터 비율에 의해 제어된다. 비율이 높을수록 분자량이 높아지고 비율이 낮 으면 분자량이 낮습니다.
블록 구조에 미치는 영향 : 공정은 일반적으로 좁은 분자량 분포를 초래하고 차단 구조의 정확한 형성을 허용합니다. 스티렌 및 이소프렌 블록의 길이는 중합 조건 및 각 단량체 첨가의 타이밍을 조정함으로써 제어 될 수있다.
생성 된 공중 합체 특성 : 블록 구조에 대한 높은 대조군은 경질 스티렌 블록과 소프트 이소프렌 블록 사이의 명확한 상 분리를 갖는 공중 합체를 초래한다. 이 위상 분리는 탄성, 인장 강도 및 충격 저항과 같은 특성에 중요합니다.
순차적 중합
주요 특성 :이 공정은 하나의 블록 (스티렌 또는 이소프렌)의 중합과 두 번째 블록의 중합을 포함합니다. 이 과정은 또한보다 복잡한 구조를 생성하기위한 여러 단계를 포함 할 수 있습니다 (예 : 스티렌의 한 블록이 이소프렌과 스티렌이 뒤 따르는 트리 블록 공중 합체 (예를 들어, 트리 블록 공중 합체).
분자량에 대한 영향 : 중합 시간 및 단량체 농도를 제어함으로써 각 블록의 분자량을 조정할 수 있습니다. 순차적 중합에서, 분자량은 상이한 블록 (스티렌 및 이소프렌)에 따라 달라질 수 있으며, 각 블록은 원하는 생성물 사양에 따라 상이한 길이로 중합 될 수있다.
블록 구조에 미치는 영향 : 생성 된 공중 합체는 전형적으로 다른 중합 방법을 통해 생성 된 것보다 균일 한 블록 크기를 더 많이 갖습니다. 그러나, 중합 조건 (예를 들어, 온도, 용매 및 개시제)에 따라 어느 정도의 이질성이있을 수있다.
생성 된 공중 합체 특성 : 순차적 중합은 잘 정의 된 스티렌과 이소프렌 블록을 생성하는 경향이 있지만 살아있는 음이온성 중합보다 매우 정확한 분자량 분포를 달성하는 데있어 잠재적으로 유연성이 적습니다.

2. 수소화 과정
중합 후, 스티렌-이소프렌 블록 공중 합체는 전형적으로 이소프렌 블록의 불포화 수준을 감소시키기 위해 수소화된다. 수소화는 공중 합체의 물리적 특성과 안정성을 수정한다.

분자량에 미치는 영향 : 수소화 공정은 일반적으로 중합체의 분자량을 크게 변화시키지 않지만, 불포화 결합을 포화 된 결합으로 전환하여 전체 체인 길이에 약간 영향을 줄 수 있으며, 이는 공중 합체의 사슬 유연성 및 열 특성에 영향을 줄 수 있습니다. .

블록 구조에 미치는 영향 : 수소화는 포화 이소프렌 세그먼트를 초래하여 열 또는 UV 노출로 분해되는 중합체의 경향을 감소시켜 기상 저항과 화학적 안정성을 향상시킵니다. 또한 이소프렌이 천연 고무 같은 불포화 형태로부터보다 안정적이고 포화 된 형태로 전이하여 재료의 경도를 증가 시켜서 치수 안정성과 충격 저항을 향상시킬 수 있습니다.

3. 블록 길이 및 분포에 대한 제어
중합 공정은 스티렌/이소프렌 블록 분포에 대한 제어를 허용하며, 이는 HSI 공중 합체의 최종 특성을 지시한다.

스티렌 블록 길이 :
더 긴 스티렌 블록 : 중합이 더 긴 스티렌 블록을 생성하도록 제어되면, 생성 된 중합체는 더 나은 하중 기능 및 인장 강도로 더 단단하고 열가소성 특성을 나타낼 것이다. 스티렌상은 더 결정성이어서 더 높은 열 안정성 및 강성에 기여합니다.
더 짧은 스티렌 블록 : 더 짧은 스티렌 블록은 탄성이 향상되었지만 잠재적으로 인장 강도를 감소시키는보다 유연한 공중 합체를 초래합니다. 더 짧은 스티렌 블록은 단단한 열가소성보다는 고무처럼 행동하는 공중 합체를 초래할 수 있습니다.

이소프렌 블록 길이 :
더 긴 이소프렌 블록 : 더 긴 이소프렌 블록은 공중 합체에 더 많은 고무 특성을 생성하여 유연성, 진동 감쇠 및 저온 성능을 향상시킵니다. 이들 공중 합체는 우수한 충격 저항성과 탄성을 나타내는 경향이있다.
더 짧은 이소프렌 블록 : 더 짧은 이소프렌 블록은 중합체의 강성을 증가시켜 유연성을 감소시킬 수 있지만 치수 안정성 및 내열과 같은 다른 특성을 향상시킬 수 있습니다.

블록 분포 :
교대 또는 무작위 분포 : 일부 중합 방법은 랜덤 또는 교대 스티렌-이소프렌 블록을 초래하여 중합체의 형태 및 상 분리에 영향을 줄 수 있습니다. 이러한 유형의 분포는 표준 블록 공중 합체 구조와 관련된 이상적인 고무 또는 열가소성 특성을 손상시킬 수 있습니다.

4. 흐름 특성 및 처리에 미치는 영향
블록 구조 및 분자량은 유변학 적 특성 (즉, 흐름 거동)에 직접 영향을 미칩니다. 수소화 된 스티렌-이소프렌 블록 공중 합체 처리 중 :
고 분자량 : 고 분자량은 점도가 높아 지는데, 이는 가공에 더 많은 에너지가 필요할 수있다 (예를 들어, 더 높은 압출 온도 또는 더 긴 금형 사이클).
블록 크기 및 분포 : 균일 한 블록 구조 (잘 정의 된 스티렌 및 이소프렌 블록 포함)는 일관된 용융 흐름과 더 나은 처리 가능성을 보장하는 반면, 블록 길이의 광범위한 분포는 처리 중에 불규칙한 흐름 특성과 합병증으로 이어질 수 있습니다.

5. 최종 제품 성능에 미치는 영향
중합 공정은 또한 최종 생성물의 최종 사용 특성에 영향을 미칩니다.
기계적 특성 : 스티렌 및 이소프렌 블록의 균형은 최종 제품의 강도, 탄력성, 마모 저항성 및 충격 저항에 영향을 미칩니다. 중합 공정을 조정함으로써 제조업체는 이러한 특성을 조정하여 특정 응용 프로그램 요구 사항을 충족 할 수 있습니다.
열 및 환경 안정성 : 수소화 된 스티렌-이소프렌 블록 공중 합체는 일반적으로 이소프렌 블록의 포화 덕분에 수소화 후의 우수한 열 안정성, UV 저항 및 화학적 안정성을 갖는다. 이러한 특성은 실외 환경 또는 고온 상태에서 응용 프로그램에 중요합니다 .