Kautschuke

Effect of Branching on the Rheological Properties of Butyl Elastomer

14.Februar 2003 - Butyl elastomers with different degree of branching and molecular weight were prepared in laboratory batch polymerization experiments. Samples prepared ranged from high gel content to linear. Branching was achieved by the addition of divinyl benzene. Molecular weight was controlled by the addition of a strong chain transfer agent, 2,4,4-trimethyl-penetene-1 (TMP-1). In butyl Polymerization, the transfer coefficient of TMP-1 was measured to be very similar to the value obtained in isobutylene homopolymerization. TMP-1 had no impact on conversion giving a zero poison coefficient. Long term relaxation properties of the linear samples could be fully described by the frequency of the cross over point located between the terminal and plateau region. The relaxation time calculated from the cross over frequency showed a 3.3 power dependence on molecular weight and it gave a linear relationship with Mooney relaxation results.

Die Auswirkung der Verzweigung auf die rheologischen Eigenschaften von Butylkautschuk
Butylkautschuke mit unterschiedlichem Verzweigungsgrad und Molekulargewicht wurden im diskontinuierlichen Polymerisationsverfahren hergestellt. Die Makrostruktur der hergestellten Proben variierte von linearen bis hochverzweigten Strukturen mit hohem Gelanteil. Der Verzweigungsgrad wurde durch Zugabe von Divinylbenzol als Comonomer eingestellt. Das Molekulargewicht wurde durch die Zugabe von 2,4,4- Trimethylpenten-1 (TMP-1) als Kettenübertragungsagens gesteuert. Die Relaxationseigenschaften der linearen Proben werden sehr gut durch die charakteristische Frequenz des Kreuzpunktes zwischen der Kriechregion und dem gummielastischen Plateau beschrieben. Die ermittelte Relaxationszeit nimmt mit dem Molekulargewicht mit einem Exponenten von 3,3 zu und zeigt eine lineare Beziehung zu den Ergebnissen der Mooney- Relaxationsmessung. Mit Annäherung an den Gelpunkt wird der Phasenwinkel der Proben frequenzunabhängig. G*, G0 und G00 variieren nach einem Potenzgesetz im untersuchten Frequenzbereich. Mit zunehmender Verzweigung zeigen die dynamischen Eigenschaften einen graduellen Übergang von denen der linearen zu jenen der vergelten Systeme. Bei gleichem Molekulargewicht nehmen der Trägheitsradius und die Mooney-Viskosität durch die Verzweigung ab. Im Gegensatz hierzu ist bei konstantem Molekulargewicht die Mooney-Relaxation nicht von der Struktur abhängig.

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