一種基於席夫鹼反應合成熱可逆交聯改性彈性體材料的方法與流程
2023-05-02 18:19:21 1
本發明屬於化學材料製備
技術領域：
，具體涉及一種基於席夫鹼反應合成可逆交聯改性彈性體體系的方法。
背景技術：
：橡膠具有廣泛的實際應用領域，但由於其改性後很難再被利用，所產生的廢棄物對環境造成汙染，而且每年都有巨大數量的橡膠類產品被消耗，因此，對其的回收和重複利用成為一個重要的研究課題。與此同時苯乙烯類熱塑性彈性體SBC(TPE-S)由於PB相的物理交聯，同時具有塑料和橡膠的特性，因此被稱為「第三代合成橡膠」；一方面，SBC(TPE-S)材料具有拉伸強度優良，表面摩擦係數大，低溫性能好，電性能優良和加工性能好，使用時無需交聯等特點，是目前消費量最大的熱塑性彈性體，但另一方面，SBC(TPE-S)材料中的例如SBS(聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)和SIS(聚苯乙烯-異丙烯-苯乙烯)等存在強度較低、易老化等缺點。由於他們分子鏈上不飽和雙鍵的存在，故可以利用高效率的巰烯點擊化學，進行接枝和改性。技術實現要素：為了克服現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種基於席夫鹼反應合成熱可逆交聯改性彈性體材料的方法。本發明的方法可以有效增加彈性體材料的力學性能，耐溶劑性和使用壽命。同時彈性體體系具有可回收利用的特點。本發明先通過紫外光誘導接枝改性，進行巰烯點擊反應，將連接有巰基的氨基化合物接枝到彈性體分子鏈上，再將接枝改性後彈性體與雙(多)醛基有機小分子或者聚合物進行基於席夫鹼反應的可逆熱交聯，得到可逆交聯改性的彈性體。。本專利利用點擊化學，將氨基接枝到分子鏈上。由於氨基可以和醛基進行可逆的席夫鹼反應。首先，在加熱的條件下使其交聯。再利用該反應的可逆性，達到回收利用的效果和目的。與此同時，在該反應的作用下，交聯後的彈性體具有較好的力學性能，無需添加無機粒子等其它填料，這也為回收利用提供了條件。本專利將熱可逆的席夫鹼反應引入體系，這樣得到的材料力學性能和耐溶劑性能都得到提高，而且可以回收利用。效果較好。本發明技術方案具體闡述如下。本發明提供一種基於席夫鹼反應合成熱可逆交聯改性彈性體材料的方法，具體步驟如下：(1)將含有孤立雙鍵的彈性體和巰基氨基化合物溶解在有機溶劑中，攪拌均勻後，加入光引發劑，在紫外光照的條件下發生巰烯點擊反應，得到氨基接枝後的改性彈性體；其中：巰基氨基化合物為分子結構中同時含有氨基和巰基的化合物；(2)將氨基接枝後的改性彈性體和多醛基化合物溶解在有機溶劑中，在60-120℃溫度下成膜、交聯，得到熱可逆交聯改性彈性體材料。上述步驟(1)中，所述巰基氨基化合物和彈性體中孤立雙鍵的摩爾比為0.01：1-1：1。上述步驟(1)中，所述含有孤立雙鍵的彈性體為苯乙烯類熱塑性彈性體SBS，SIS或SIBS和順丁橡膠，丁腈橡膠，天然橡膠或EPDM；所述巰基氨基化合物為巰基乙胺，巰基丙胺、4-巰基苯胺或2-巰基苯胺，以及它們的鹽酸鹽。上述步驟(1)中，所述光引發劑為自由基光引發劑或者陽離子型光引發劑。優選的，所述自由基光引發劑為安息香醚類、二烷氧基苯乙酮、佔噸酮、含硫醚二苯甲酮類、硫雜蒽酮、蒽醌和二苯甲酮及其衍生物中的一種或幾種的組合；所述陽離子型光引發劑為二芳基碘化物、三芳基硫化物、二芳基碘鎓銅鹽或二茂鐵鹽中任一種。上述步驟(2)中，多醛基化合物中醛基的摩爾數與氨基接枝後的改性彈性體上氨基的摩爾數的比值為0.01：1-1：1。上述步驟(2)中，所述多醛基化合物為分子結構中至少含兩個醛基的化合物。優選的，多醛基化合物選自乙二醛、丁二醛、戊二醛、對苯二甲醛或鄰苯二甲醛中的任意一種或多種。上述步驟(1)和步驟(2)中，有機溶劑選自四氫呋喃、醇類、氯仿、二氯甲烷、二甲基亞碸、1，4-二氧六環、N,N』-二甲基甲醯胺、N,N』-二甲基乙醯胺、N-甲基-吡咯烷酮、苯、甲苯或二甲苯中的任一種。本發明的有益效果在於：這種通過紫外光接枝和席夫鹼反應合成可逆交聯的改性彈性體的方法簡單，原料易得、成本較低。得到的改性彈性體材料力學性能等提高的同時，材料具有熱塑性，可再次加工使用。可廣泛應用到日常生活和工業生產中。附圖說明圖1是實施例1中各種比例的材料的應力-應變曲線圖。圖2是實施例2中再塑成型的材料的應力-應變曲線圖。圖3是實施例3中各種比例的材料的應力-應變曲線圖。具體實施方式以下結合附圖和實施例對本發明的技術方案作進一步描述。以下實施例是對本發明的進一步說明，而不是限制本發明的範圍。實施例1SBS和巰基乙胺按不同比例溶解在甲苯中，加入適量的光引發劑I907，本例中比例定為10％，攪拌均勻後，在紫外光照的進行點擊反應。之後將氨基改性後的SBS和不同含量的對苯二甲醛(20％，40％，60％，80％和100％)溶解，攪拌均勻後，加熱100℃條件下交聯成型。表1為各種比例材料拉伸測試中的斷裂伸長率和斷裂強度。圖1是實施例1中各種比例的材料的應力-應變曲線圖。表1實施例2將實施例1中醛基佔氨基摩爾比為100％的樣品，成膜後剪碎，在150℃，10MPa的條件下重新成膜，重複該過程三次，測試每次所得的膜的拉伸，表2為各次重新製得的材料拉伸測試中的斷裂伸長率和斷裂強度。圖2是實施例2中重塑後的材料的應力-應變曲線圖。表2斷裂伸長率(％)斷裂強度(MPa)原樣(曲線0)173.213.35第一次重塑(曲線1)166.811.45第二次重塑(曲線2)159.19.56第三次重塑(曲線3)157.97.99實施例3順丁橡膠(BR9000)和巰基乙胺按不同比例溶解在甲苯中，加入適量的光引發劑I907，本例中比例定為10％，攪拌均勻後，在紫外光照的進行點擊反應。之後將氨基改性後的SBS和不同含量的對苯二甲醛(20％，40％，60％，80％和100％)溶解，攪拌均勻後，加熱110℃條件下交聯成型。表3為各種比例材料拉伸測試中的斷裂伸長率和斷裂強度。圖3是實施例3中各種比例的材料的應力-應變曲線圖。表3當前第1頁1 2 3