在190度左右的高温下进行溶液聚合,通过对反应动力学、分子结构的研究、掌握高温对活性引发剂与偶联剂的影响以及对活性聚合机理的影响。通过气相单体对熔体扩散的研究,确定反应挤出过程中体系的转移规律。实施反应挤出,通过螺杆年度方向上聚合转化率、流变特征、分子量及其分布、分子结构等量的在线检测,建立高粘度、高转化率、多相体系反应动力学,体系的流变、传热以及链增长过程中分子动态演变规律的理论与模型。
采用反应挤出技术,在高温、高粘度下实现了苯乙烯及苯乙烯/二烯烃共聚体系的本体阴离子活性聚合及嵌段聚合。创新地设计了反应挤出聚合专用螺杆元件及国内第一台反螺杆拉出机,建成了世界上第一条嵌段聚烯烃本体聚合生产线,研制的材料性能可与代表世界水平的菲利普公司溶液法K树脂媲美。通过对化学反应动力学、热量传递及数值模拟等的研究,发现高温、高粘度下的本体聚合仍然符合活性聚合的经典动力学方程,反应挤出聚合的撤热难题也可得以解决,验证了在反应挤出聚合过程中实施在线检测的可行性。研究提出了全新的反应挤出本体嵌段聚合的"气泡理论"在采用苯乙烯/二烯烃混合单体进料时,丁二烯一进入挤出机就立即挥发进入气相,只有当苯乙烯先聚合到具有足够高的粘度和弹性时,丁二烯才可能在螺杆的搅拌与夹带下,以气泡形式进入体系并参与聚合,一个气泡即聚合成一个嵌段,形成了由一个苯乙烯长嵌段和多个苯乙烯/丁二烯短嵌段构成的独特的分子链结构。苯乙烯长嵌段的分子量越大,丁二烯气泡也即嵌段就越大,分布越均匀,力学性能也越突出。当聚丁二烯嵌段呈草履虫状微相分离时增韌效果尤佳。研究结果发表论文14篇,国内外特邀报告5篇;公开国内外发明专利7项。