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热塑性弹性体SBS是以苯乙烯和丁二烯为单体,以RLi为引发剂引发的活性阴离子聚合制得的三嵌段共聚物。对于偶联法工艺生产的SBS产品,偶联剂与水接触易生成酸,与反应器、管路接触可产生游离的金属离子。由于SBS分子链中聚丁二烯链段(PB)存在不饱和双键,对光和氧比较敏感,特别是在金属离子催化下,更容易发生光催化和热氧老化,引起分子链氧化交联或氧化降解,大大降低其使用性能,由此导致其使用寿命缩短。因此,研究微量铁对SBS的催化氧化具有十分重要的应用价值。采用邻菲啰啉分光光度法测试SBS及新癸酸铁中的痕量铁,作为制备Fe/SBS材料的添加依据。测试结果表明,干法灰化法能够较好的前期处理有机样品,灼烧成灰分;当Fe2+质量浓度在0~0.5mg/L范围内,吸收值与铁离子含量呈线性关系,符合比尔定律;此方法可用于有机样品中痕量铁的测定。本文主要研究了铁含量对SBS试样热空气老化的影响。运用傅里叶红外光谱、紫外光谱等测试方法追踪考察热空气老化过程中分子结构的变化,探讨老化机理;利用DSC、TGA等热分析手段研究材料的热交联反应及热降解动力学;采用索氏抽提法快速测定体系老化过程中凝胶含量;运用GPC、RPA等测试方法研究材料在老化过程中性能的变化规律。DSC测定结果表明,随着铁含量的增加,体系发生热交联的温度逐渐降低,热交联峰强度逐渐增加,且体系的等温氧化诱导时间随着铁含量的增加而逐渐缩短,说明铁离子能够明显的催化SBS材料发生老化反应;TGA研究表明,SBS热降解活化能小于0.5μg/gFe-SBS体系的活化能值,原因可能是,在高温条件下铁催化氧化SBS产生交联结构,使所需活化能增加。通过GPC分析、索氏抽提快速测定凝胶含量表明,随着铁含量的增加、老化时间的延长,材料凝胶含量增加,即产生的交联结构增加,且存在一定程度的降解。采用IR方法测试SBS及Fe/SBS体系热空气老化过程中分子结构的变化。实验结果表明,SBS及Fe/SBS体系热空气老化过程中均有羰基结构和醚键产生,且老化过程呈“S”型增长趋势,羰基优先于醚键产生。在老化过程中,分子结构中的α-H及C=C双键均有不同程度的降低,亚甲基首先被进攻,进而引起一系列化学反应。铁离子仅催化加速材料发生氧化反应的进程,促使SBS分子结构在老化过程中发生氧化交联和降解,并未产生新的结构单元。