กระบวนการโพลีเมอไรเซชันของโคพอลิเมอร์สไตรีน-ไอโซพรีนไฮโดรเจนส่งผลกระทบต่อน้ำหนักโมเลกุลและโครงสร้างบล็อกอย่างไร

1. เทคนิคการเกิดพอลิเมอไรเซชัน
สองเทคนิคการทำพอลิเมอไรเซชันหลักที่ใช้ในการผลิตโคพอลิเมอร์สไตรีน-ไอโซพรีนบล็อก
การใช้ชีวิตแบบประจุลบ
การทำพอลิเมอไรเซชันแบบต่อเนื่อง
การใช้ชีวิตแบบประจุลบ
ลักษณะสำคัญ: กระบวนการนี้ใช้เพื่อสร้างโคพอลิเมอร์บล็อกที่มีการควบคุมสูงพร้อมโครงสร้างที่กำหนดไว้อย่างดี กระบวนการโพลีเมอไรเซชันประจุลบที่มีชีวิตมีความแม่นยำสูงซึ่งหมายความว่าช่วยให้สามารถควบคุมน้ำหนักโมเลกุลได้อย่างเข้มงวดความยาวบล็อกและโครงสร้างบล็อก
ผลกระทบต่อน้ำหนักโมเลกุล: น้ำหนักโมเลกุลของพอลิเมอร์ถูกควบคุมโดยอัตราส่วนโมโนเมอร์ต่อผู้ป่วยเป็นหลัก อัตราส่วนที่สูงขึ้นนำไปสู่น้ำหนักโมเลกุลที่สูงขึ้นในขณะที่อัตราส่วนที่ต่ำกว่าส่งผลให้น้ำหนักโมเลกุลลดลง
ผลกระทบต่อโครงสร้างบล็อก: โดยทั่วไปแล้วกระบวนการจะส่งผลให้เกิดการแจกแจงน้ำหนักโมเลกุลแคบและช่วยให้การก่อตัวของโครงสร้างบล็อกที่แม่นยำ ความยาวของบล็อกสไตรีนและไอโซพรีนสามารถควบคุมได้โดยการปรับเงื่อนไขพอลิเมอไรเซชันและระยะเวลาของการเพิ่มโมโนเมอร์แต่ละครั้ง
คุณสมบัติโคพอลิเมอร์ที่เกิดขึ้น: การควบคุมโครงสร้างบล็อกสูงนำไปสู่โคพอลิเมอร์ที่มีการแยกเฟสที่ชัดเจนระหว่างบล็อกสไตรีนแข็งและบล็อกไอโซพรีนอ่อน การแยกเฟสนี้มีความสำคัญต่อคุณสมบัติเช่นความยืดหยุ่นความแข็งแรงแรงดึงและความต้านทานต่อแรงกระแทก
การทำพอลิเมอไรเซชันแบบต่อเนื่อง
ลักษณะสำคัญ: กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการเกิดพอลิเมอไรเซชันของหนึ่งบล็อก (สไตรีนหรือไอโซพรีน) ตามด้วยการเกิดพอลิเมอไรเซชันของบล็อกที่สอง กระบวนการนี้ยังสามารถเกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอนในการสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้น (เช่นโคพอลิเมอร์ Triblock ซึ่งมีหนึ่งบล็อกของสไตรีนตามด้วยไอโซพรีนแล้วสไตรีนอีกครั้ง)
ผลกระทบต่อน้ำหนักโมเลกุล: น้ำหนักโมเลกุลของแต่ละบล็อกสามารถปรับได้โดยการควบคุมเวลาพอลิเมอไรเซชันและความเข้มข้นของโมโนเมอร์ ในการทำพอลิเมอไรเซชันตามลำดับน้ำหนักโมเลกุลอาจแตกต่างกันไปตามบล็อกที่แตกต่างกัน (สไตรีนและไอโซพรีน) และแต่ละบล็อกสามารถโพลีเมอร์ได้ให้มีความยาวที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ
ผลกระทบต่อโครงสร้างบล็อก: โคพอลิเมอร์ที่เกิดขึ้นมักจะมีขนาดบล็อกสม่ำเสมอมากกว่าที่ผลิตผ่านวิธีการโพลีเมอไรเซชันอื่น ๆ อย่างไรก็ตามอาจยังคงมีความหลากหลายในระดับหนึ่งขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการเกิดพอลิเมอไรเซชัน (เช่นอุณหภูมิตัวทำละลายและผู้ริเริ่ม)
คุณสมบัติโคพอลิเมอร์ที่เกิดขึ้น: การเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบต่อเนื่องมีแนวโน้มที่จะสร้างบล็อกสไตรีนและไอโซพรีนที่กำหนดไว้อย่างดี แต่อาจมีความยืดหยุ่นน้อยกว่าในการบรรลุการกระจายน้ำหนักโมเลกุลที่แม่นยำมาก

2. กระบวนการไฮโดรเจน
หลังจากพอลิเมอไรเซชันโคพอลิเมอร์สไตรีน-ไอโซพรีนโคพอลิเมอร์จะถูกเติมไฮโดรเจนโดยทั่วไปเพื่อลดระดับความไม่อิ่มตัวในบล็อกไอโซพรีน ไฮโดรเจนปรับเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพและความเสถียรของโคพอลิเมอร์

ผลกระทบต่อน้ำหนักโมเลกุล: โดยทั่วไปแล้วกระบวนการไฮโดรเจนจะไม่เปลี่ยนน้ำหนักโมเลกุลของพอลิเมอร์อย่างมีนัยสำคัญ แต่อาจส่งผลกระทบต่อความยาวโซ่โดยรวมเล็กน้อยเนื่องจากการเปลี่ยนพันธะที่ไม่อิ่มตัว .

ผลกระทบต่อโครงสร้างบล็อก: การไฮโดรจิเนชันส่งผลให้ส่วนไอโซพรีนอิ่มตัวซึ่งลดแนวโน้มของพอลิเมอร์ที่จะลดลงภายใต้ความร้อนหรือการสัมผัสกับรังสียูวีช่วยเพิ่มความต้านทานต่อสภาพอากาศและความเสถียรทางเคมี นอกจากนี้ยังอาจปรับปรุงความเสถียรของมิติและความต้านทานต่อแรงกระแทกโดยการเพิ่มความแข็งของวัสดุเนื่องจากการเปลี่ยนไอโซพรีนจากรูปแบบยางธรรมชาติที่ไม่อิ่มตัวเหมือนกันไปเป็นรูปแบบที่มีความเสถียรและอิ่มตัวมากขึ้น

3. ควบคุมความยาวของบล็อกและการกระจาย
กระบวนการโพลีเมอไรเซชันช่วยให้สามารถควบคุมการกระจายสไตรีน/ไอโซพรีนบล็อกซึ่งจะกำหนดคุณสมบัติสุดท้ายของโคพอลิเมอร์ HSI

ความยาวบล็อกสไตรีน:
บล็อกสไตรีนที่ยาวขึ้น: หากการควบคุมพอลิเมอไรเซชันเพื่อสร้างบล็อกสไตรีนที่ยาวขึ้นพอลิเมอร์ที่ได้จะแสดงคุณสมบัติที่แข็งและเทอร์โมพลาสติกที่มีความสามารถในการรับน้ำหนักและแรงดึงที่ดีขึ้น เฟสสไตรีนมีแนวโน้มที่จะเป็นผลึกมากขึ้นทำให้เกิดความเสถียรทางความร้อนและความแข็งที่สูงขึ้น
บล็อกสไตรีนที่สั้นกว่า: บล็อกที่สั้นกว่าของสไตรีนนำไปสู่โคพอลิเมอร์ที่ยืดหยุ่นมากขึ้นพร้อมความยืดหยุ่นที่ดีขึ้น แต่อาจลดความต้านทานแรงดึง บล็อกสไตรีนที่สั้นกว่าอาจส่งผลให้โคพอลิเมอร์ที่ทำงานเหมือนยางมากกว่าเทอร์โมพลาสติกแข็ง

ความยาวบล็อกไอโซพรีน:
บล็อกไอโซพรีนที่ยาวขึ้น: บล็อกไอโซพรีนที่ยาวขึ้นสร้างลักษณะยางมากขึ้นในโคพอลิเมอร์ปรับปรุงความยืดหยุ่นการหน่วงการสั่นสะเทือนและประสิทธิภาพอุณหภูมิต่ำ โคพอลิเมอร์เหล่านี้มีแนวโน้มที่จะแสดงความต้านทานต่อแรงกระแทกที่ยอดเยี่ยมและความยืดหยุ่น
บล็อกไอโซโทปที่สั้นกว่า: บล็อกไอโซพรีนที่สั้นกว่าสามารถเพิ่มความแข็งแกร่งของพอลิเมอร์ซึ่งอาจลดความยืดหยุ่นได้ แต่การปรับปรุงคุณสมบัติอื่น ๆ เช่นเสถียรภาพมิติและความต้านทานความร้อน

การกระจายบล็อก:
การกระจายแบบสลับหรือสุ่ม: วิธีการโพลีเมอไรเซชันบางอย่างส่งผลให้บล็อกสไตรีน-ไอโซพรีนแบบสุ่มหรือสลับกันซึ่งสามารถมีอิทธิพลต่อสัณฐานวิทยาของพอลิเมอร์และการแยกเฟส การแจกแจงประเภทนี้อาจส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติยางหรือเทอร์โมพลาสติกในอุดมคติที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างโคพอลิเมอร์บล็อกมาตรฐาน

4. ผลกระทบต่อคุณสมบัติการไหลและการประมวลผล
โครงสร้างบล็อกและน้ำหนักโมเลกุลส่งผลโดยตรงต่อคุณสมบัติการไหล (เช่นพฤติกรรมการไหล) ของ โคพอลิเมอร์บล็อกสไตรีน-ไอโซพรีนไฮโดรเจน ในระหว่างการประมวลผล:
น้ำหนักโมเลกุลสูง: น้ำหนักโมเลกุลสูงส่งผลให้ความหนืดสูงขึ้นซึ่งอาจต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการประมวลผล (เช่นอุณหภูมิการอัดขึ้นรูปที่สูงขึ้นหรือรอบเชื้อราที่ยาวขึ้น)
ขนาดและการกระจายของบล็อก: โครงสร้างบล็อกสม่ำเสมอ (ที่มีสไตรีนที่กำหนดไว้อย่างดีและบล็อกไอโซพรีน) ทำให้มั่นใจได้ว่าการไหลเวียนของการหลอมเหลวที่สอดคล้องกันและความสามารถในการประมวลผลที่ดีขึ้นในขณะที่การกระจายความยาวของบล็อกในวงกว้างอาจนำไปสู่ลักษณะการไหลที่ผิดปกติและภาวะแทรกซ้อนในระหว่างการประมวลผล

5. ผลกระทบต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
กระบวนการโพลีเมอไรเซชันยังมีผลต่อคุณสมบัติการใช้งานปลายทางของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย:
คุณสมบัติทางกล: ความสมดุลของสไตรีนและบล็อกไอโซพรีนส่งผลกระทบต่อความแข็งแรงของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายความยืดหยุ่นความต้านทานต่อการขัดถูและความต้านทานต่อแรงกระแทก ด้วยการปรับกระบวนการพอลิเมอไรเซชันผู้ผลิตสามารถปรับคุณสมบัติเหล่านี้ให้เหมาะกับข้อกำหนดของแอปพลิเคชันเฉพาะ
ความเสถียรทางความร้อนและสิ่งแวดล้อม: โคพอลิเมอร์สไตรีน-ไอโซพรีนบล็อกไฮโดรเจนโดยทั่วไปจะมีความเสถียรทางความร้อนที่เหนือกว่าความต้านทานรังสียูวีและความเสถียรทางเคมีหลังจากไฮโดรเจนด้วยความอิ่มตัวของบล็อกไอโซพรีน คุณสมบัติเหล่านี้มีความสำคัญสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งหรือสภาพที่อุณหภูมิสูง