C5馏分是石化企业石油烃类高温裂解制备乙烯过程的副产品，根据所采用的不同分离工艺，可得到纯度不同的各种C5分离产品［1–3］,其中最重要的单体是异戊二烯、间戊二烯，它们主要用于合成聚异戊二烯橡胶、聚间戊二烯橡胶，其中聚异戊二烯橡胶产量仅次于丁苯橡胶和顺丁橡胶而居合成橡胶第3位。异戊橡胶(IR)即顺式1，4-聚异戊二烯橡胶，因其分子结构与天然橡胶(NR)相同，故俗称合成天然橡胶。异戊橡胶具有优良的弹性、耐磨性、耐热性、抗撕裂和低温屈挠性。与天然橡胶相比，异戊橡胶具有生热小、抗龟裂的特点，且吸水性小，电性能和耐老化性能好。IR可替代NR，广泛应用于轮胎、胶带、胶管和胶鞋等橡胶制品，是合成橡胶中综合性能最好的胶种之一［4］。间戊二烯是合成橡胶、塑料、尼龙类树脂的原料，其主要用途是生产高级脂肪族石油树脂，此类树脂颜色浅，密度低，饱和度高，广泛用于胶粘剂、热熔型路标漆、涂料、油墨、橡胶助剂等行业，此外还可用于生产特种精细化工产品如环氧树脂固化剂，醇酸树脂，印刷油漆，香料，不饱和醇、酯等［5］，以及用作高能火箭燃料的原料［6］。橡胶的微观结构在很大程度上影响着橡胶的性能。聚异戊二烯橡胶的玻璃化温度Tg随着1，2和3，4结构含量的增加而升高［7］，而对聚异戊二烯橡胶的加工性能和硫化胶性能而言，其反式1，4结构含量增加（3，4和1，2结构含量保持不变）会使顺式1，4聚异戊二烯在塑炼过程中的降解速度明显下降［8］，因此橡胶微观结构的研究对橡胶合成工艺的开发有指导意义。笔者利用核磁共振氢谱对聚异戊二烯橡胶、聚间戊二烯橡胶及异戊二烯–间戊二烯共聚物橡胶的微观结构进行研究，建立了聚异戊二烯橡胶、聚间戊二烯橡胶以及异戊二烯–间戊二烯共聚橡胶的微观结构的分析方法。

1实验部分

1.1主要仪器

核磁共振波谱仪：AV400MHz型，瑞士Bruker公司。

1.2仪器工作条件

磁场强度：9.40T；氢谱工作频率：400.13MHz；谱宽：8012.82Hz；数据点：32K；脉冲角：90°；脉冲宽度：6μs；脉冲延迟：1s；采样次数：16次；样品管直径：5mm。

1.3实验步骤

称取15mg样品，常温下完全溶解在含0.03%四甲基硅烷（TMS）的氘代氯仿中，以TMS为内标，于室温下测试。

2结果和讨论

2.1聚异戊二烯橡胶的微观结构表征

聚异戊二烯橡胶是由异戊二烯经过化学处理得到聚合级单体产品［9］经溶液聚合而生成的。由于异戊二烯单体分子内含有两个双键，在不同的聚合条件下可以生成结构不同的聚合物异构体。如果只考虑1，4-、1，2-和3，4-头尾加成，在异戊二烯的聚合产物中，存在如图1所示的4种结构单元。根据文献［10］和化学计算可对谱峰进行定性归属，具体见表1。

表2所列A，B，C，D，E是对含有1，2结构的聚异戊二烯样品在核磁共振氢谱中信号积分面积的限定。图2所示为聚异戊二烯样品在氢谱中积分面积的示例。

摩尔百分含量可由体系归一化后求出。表3是聚异戊二烯橡胶的核磁共振氢谱数据。

2.2聚间异戊二烯的微观结构表征

聚间戊二烯是由间戊二烯（也叫1，3-戊二烯或甲基丁二烯）单体聚合而生成的。聚间戊二烯中存在着5种可能的结构单元，见图3。

根据实验及化学计算可对谱峰进行如表4的定性归属。

表5所列A，B，C，D是对聚间戊二烯试样在1H–核磁共振波谱中信号积分面积的限定。

聚间戊二烯试样在核磁共振氢谱中积分面积的示例如图4示。

在对多个聚间戊二烯样品进行核磁共振氢谱测试中发现，其化学位移在5.07处没有明显的共振峰，这证明在所测试的聚合物中没有3，4结构。不考虑聚间戊二烯的3，4结构，用等式（11）～（16）来计算间戊二烯中每种微观结构的含量。

摩尔分数可由体系归一化后求出。表6是聚间戊二烯橡胶的核磁共振氢谱数据。

2.3异戊二烯间戊二烯共聚物的微观结构表征根据2.1和2.2对聚异戊二烯、聚间戊二烯核磁共振氢谱归属的分析，在样品中不含有异戊二烯的1，2结构和间戊二烯的3，4结构，故将异戊二烯间戊二烯共聚物的核磁共振氢谱归属如下，见表7。

表8所列A，B，C，D，E是对异戊二烯–间戊二烯共聚物试样在核磁共振氢谱中信号积分面积的限定。图5所示为异戊二烯–间戊二烯共聚合物在核磁共振氢谱中积分面积的示例。

Pd-1，2——代表试样中的间戊二烯1，2结构。摩尔百分含量可由体系归一化后求出。表9是异戊二烯–间戊二烯共聚物的核磁共振氢谱数据。

3结论

利用高分辨率核磁共振氢谱对聚异戊二烯、聚间戊二烯以及异戊二烯–间戊二烯共聚物进行微观结构的分析，建立聚异戊二烯、聚间戊二烯以及异戊二烯–间戊二烯共聚物的微观结构分析方法，此方法能快速准确地测定其微观结构含量，对聚异戊二烯、聚间戊二烯以及异戊二烯–间戊二烯共聚物微观结构的研究具有很重要的意义。