Vol. 79 No. 5 (2020)
RUBBERS (CAOUTCHOUC)

MOLECULAR PARAMETERS AND ISOMERIC COMPOSITION OF SKDN RUBBER

Requires Subscription or Fee PDF (Русский) (RUB 300)
  • Н. Махиянов,
  • R. Davletbaev
Н. Махиянов
Public Joint-Stock Company «Nizhnekamskneftekhim» («TAIF» Group of Companies)
R. Davletbaev
Public Joint-Stock Company «Nizhnekamskneftekhim» («TAIF» Group of Companies)
DOI: https://doi.org/10.47664/0022-9466-2020-79-5-230-235

Published 2020-10-20

Keywords

  • cis-polybutadiene rubber,
  • gel-permeation chromatography,
  • nuclear magnetic resonance spectroscopy,
  • molecular weight,
  • molecular weights distribution,
  • isomeric composition
    • ...More
    Less

How to Cite

[1]
Махиянов, Н. and Davletbaev Р. 2020. MOLECULAR PARAMETERS AND ISOMERIC COMPOSITION OF SKDN RUBBER. Kauchuk i Rezina. 79, 5 (Oct. 2020), 230–235. DOI:https://doi.org/10.47664/0022-9466-2020-79-5-230-235.

Copyright (c) 2020 Kauchuk i Rezina

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Abstract

Samples of butadiene rubbers of a high content of cis-units produced in the period 2014–2017 on a neodymium-containing catalytic system at Public Joint-Stock Company «Nizhnekamskneftekhim» were studied using gel-permeation chromatography (GPC, Alliance-GPCV-2000 Waters device) and high-resolution nuclear magnetic resonance (NMR, Bruker Avance-600 spectrometer). The values of the molecular weights Mw and Mn, the width of the molecular weights distribution Mw / Mn, and the isomer composition (in addition to cis-, also the content of trans- and 1,2-units) were determined. Important aspects of quantitative NMR measurements are discussed. The stability of the molecular parameters is demonstrated: Mn ≈ 150·103–160·103 and Mw / Mn ≈ 3,0–3,3 with cis ≥ 96 %. The precision of measurements was 0,1–0,2 % (NMR) and 2–3 % (GPC). The issues of measurement accuracy and possible reasons for discrepancies in the literature data are considered. The obtained data show the immutability of the structural characteristics of the investigated rubbers and allow to consider it possible to produce competitive «neodymium» polybutadiene rubber.

Requires Subscription or Fee PDF (Русский) (RUB 300)

References

  1. Pires N.M.T., Ferreira A.A., De Lira C.H. et al. Performance evaluation of high-cis-1,4-polybutadienes // J. Appl. Polym. Sci. 2006. V. 99. N 1. P. 88.
  2. Куперман Ф.Е. Новые каучуки для шин. Натуральный каучук. Синтетические стереорегулярные изопреновые и бутадиеновые каучуки. Структура, свойства, применение. М.: НТЦ "НИИШП", 2009. - 607 с.
  3. Аксенов В.И., Галибеев С.С., Аширов Р.В. и др. Координационная полимеризация бутадиена-1,3 на различных каталитических системах. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. - 322 с.
  4. Sone T. Industrial synthetic method of the rubbers. 1. Butadiene rubber // Internat. Polym. Sci. Technol. 2016. V. 43. N 1. P.49.
  5. Daniele S., Mariconda A., Guerra G. et al. Single-phase block coPolymers by cross-metathesis of 1,4-cis-polybutadiene and 1,4-cis-polyisoprene // Polymer. 2017. V. 130. P. 143.
  6. Васильев В.А., Насыров И.Ш. Отечественные промышленные стереорегулярные каучуки. Исследования и разработки. Уфа: Башк. энцикл., 2018. - 288 с.
  7. Цыпкина И.М., Борейко Н.П., Фортунов Д.С. и др. Отечественные промышленные стереорегулярные цис-полибутадиены. Сравнительные свойства // Каучук и резина. 2019. Т. 78. № 5. С. 320.
  8. Chinai S.N., Scherer P.C., Bondurant C.W., Levi D.W. Dilute Solution Studies on Polystyrene by Light Scattering and Viscosity // J. Polym. Sci. 1956. V. 22. N 102. P. 527.
  9. Махиянов Н. Определение конфигурационно-изомерного состава полибутадиенов с помощью спектроскопии ЯМР на ядрах 1Н и 13С // Высокомолек. соед. Сер. А. 2012. Т. 54. № 2. С. 195.
  10. Махиянов Н. Микроструктура бутадиеновых каучуков с высоким содержанием цис-1,4-звеньев по данным ЯМР 13С: количественные соотношения // Каучук и резина. 2014. Т. 73. № 6. С. 8.
  11. Ray G.J., Szabo C.M. Quantitative NMR for solutions // eMagRes. 2013. V. 2. N 2. P. 193.
  12. Махиянов Н., Давлетбаев Р.Р. Коэффициенты Куна-Марка- Хаувинка-Сакурады при определении молекулярных параметров цис-бутадиеновых каучуков методом ГПХ // Высокомолек. соед. Сер. А. 2018. Т. 60. № 2. С. 91.
  13. Harmon D.J. Comparison of Solution and Gel Permeation Fractionation of a cis-1,4-Polybutadiene // J. Polym. Sci., Polym. Symp. Ed. 1965. V. 8. N 1. P. 243.
  14. Henderson J.F., Hulme J.M., Small R.M.B., Williams H.L. Determination of the molecular weight distributions of elastomers with the ultracentrifuge // Rubb. Chem. Technol. 1965. V. 38. N 4. P. 817.
  15. Ring W., Cantow H.-J. Investigation of molecular weight "jump" reactions in polybutadienes // Rubb. Chem. Technol. 1967. V. 40. N 3. P. 895.
  16. Iwama M. About the degree of branching of rubber-like polymers by GPC // Kobunshi Kagaku. 1972. V. 29. N 326. P. 367.
  17. Махиянов Н., Садыков Р.Х. Спектры ПМР и внутреннее вращение в цис-1,4-полибутадиене // Журн. структ. хим. 1991. Т. 32. № 6. С. 57.
  18. Van der Velden G., Didden G., Veermans T., Beulen J. New method fort the microstructure determination of polybutadiene with cis-1,4, trans-1,4, and vinyl-1,2 units by 13C NMR // Macromolecules. 1987. V. 20. N 6. P. 1252.
  19. Krajewski-Bertrand M.-A., Lauprêtre F. 13C NMR investigation of the size of the moving units in polybutadienes of various microstructures // Macromolecules. 1996. V. 29. N 23. P. 7616.
  20. Kassaee M.Z., Heydari H., Hattami M., Fazli Nia A. 13C spin-lattice relaxation times and NOE related studies of hydroxyl-terminated polybutadiene (HTPB) // Macromolecules. 2003. V. 36. N 18. P. 6773.
  21. Canet D., Robert J.B. Behaviour of the NMR relaxation parameters at high fields / In: NMR basic principles and progress. 1990. V. 25. P. 45.