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溴化丁基橡胶(BIIR)在溴化反应中存在许多溴化微观结构与副反应,要调整这些结构比例避免副反应,我们利用量子化学计算的方法与实验相结合,研究了溴化丁基橡胶(BIIR)微观构效关系以及调控不同溴化结构的方法。采用Gaussian09模拟软件密度泛函理论研究丁基橡胶溴化过程中异构化与脱溴化氢反应过程中的反应路径以及能量变化。通过TS+calcfc方法找到异构化反应和脱溴化氢反应的过渡态,对模拟得到的过渡态结构进行反应内禀坐标(IRC)运算,不同结构的模型化合物使用密度泛函理论优化后对其进行能量与频率计算验证了过渡态的正确性。通过比较过渡态与反应物的能垒确定了异构化反应是优势反应。通过计算异构化反应中不同结构的分子电势能图以及WBI键级与键长变化探究异构化反应历程,对化学反应历程中电子的最高未占轨道(HOMO)与最低占据轨道(LUMO)的轨道能级差(LU-HO)进行计算得出伯位烯丙基溴结构(结构Ⅲ)是能量最低结构,仲位烯丙基溴结构(结构II)是动力学稳定结构。使用极化连续介质模型(PCM)将通过B3LYP方法优化后的模型化合物结构进行溶剂化效应模拟,增加溶剂极性有利于异构化反应的进行。BIIR的溴化微观结构与相对组成由质子核磁共振光谱(1H-NMR)确定,使用凝胶渗透色谱(GPC)和门尼粘度测试仪对溴化丁基橡胶进行了表征。考察了 IIR溴化反应规律,由于IIR溴化反应属于离子型取代反应,采用避光的方式避免产生溴自由基影响溴化效率。实验考察了溴化反应时间、不同加溴量、不同搅拌方式,溶剂极性等对溴化反应产生影响的因素,最终实现溴含量达到1.8wt%的BIIR产品。研究了 BIIR不同溴化结构的硫化速度,利用不同溴化结构动力学稳定性的差别,对含有不同比例的仲位和伯位烯丙基溴的样品进行硫化实验。实验表明,伯位烯丙基溴含量较高的样品硫化速度较快,实验结果与计算机模拟结果符合较好。