Study of the Epoxidation of Polydiene Rubbers Part III

07-08/2004 Juli-August

Influence of Epoxidation on Viscoleastic Behavior of SBR and BR Melts

By employing a hydrogen peroxide/formic acid system, the in situ epoxidation of
poly (butadiene-co-styrene) leads to controlled changes in the chemical nature
as well as the molecular architecture of the original polymer. The epoxidation
yield was adjusted by varying the composition of the epoxidizing agent, reaction
time and temperature. As a new result it was shown that as the epoxidation content increases the reptation time (srep) is considerably shifted to lower
frequencies whereas the plateau modulus (GN) is slightly increased. Thus, the
inter-chain interaction caused by the epoxy groups over compensates the increase of the chain cross-section. Higher molecular weights shift the onset of the flow region towards lower frequencies extending the rubbery plateau modulus. The experimental data are in good agreement with predictions derived from molecular considerations of the refined tube model.

Untersuchungen zur Epoxidierung von Polydienen Teil III - Einfluss der Epoxidierung auf das viskoelastiche Verhalten von SBR und BR Schmelzen
Mit Hilfe von Wasserstoffperoxid/Ameisensäure-gemischen wurden Poly(butadien-co-styrol) und Polybutadien mit jeweilig unterschiedlicher Mikrostruktur unter definierten Bedingungen in-situ epoxidiert. Die polymeranaloge Reaktion führt abhängig von der Zusammensetzung des Epoxidierungsagens, der Reaktionszeit und -temperatur zu Verbindungen mit signifikant geädertem viskoelastischen
Verhalten. Hervorzuheben ist, dass eine Zunahme des Epoxidierungsgrades
die Wechselwirkung der Ketten verstärkt, dass sowohl die charakteristische Reptationszeit (srep) als auch der Plateumodul (GN) zunehmen. Mit steigendem Molekulargewicht wird der Übergang zum Fließbereich zu tieferen Frequenzen verschoben und das gummileastische Plateau verbreitert. Die experimentellen Ergebnisse stimmen gut mit Voraussagen des verfeinerten Röhrenmodells überein, welches auf Betrachtungen der molekularen
Polymerdynamik aufbaut.