氫鍵與離子鍵雜化交聯(lián)熱塑性彈性體的合成制備與性能研究.pdf

1、熱塑性彈性體(TPE)是指常溫下具有橡膠的彈性，高溫下可塑化成型一類彈性體。因其能夠反復(fù)進行熱塑性加工，解決因傳統(tǒng)硫化橡膠材料難于回收再利用而帶來的能源、環(huán)境等問題備受青睞。離子鍵交聯(lián)型熱塑性彈性體具有高強度、高韌性、高永久變形、高滯后和耐高溫性能差等特點。氫鍵交聯(lián)型熱塑性彈性體則在低應(yīng)變下表現(xiàn)出低永久變形和低滯后效應(yīng)，在高應(yīng)變下?lián)碛休^高的強度、高抗撕裂性以及高的斷裂伸長率等特點。因此將這兩類熱塑性彈性體交聯(lián)體系復(fù)合在同一體系中，制備性

2、能優(yōu)良的熱塑性彈性體材料非常重要。
　　（一）β-丙氨酸接枝離子鍵交聯(lián)IIR的TPE
　　采用合成的丙炔酸五氟苯酚酯，在三氯化乙烯基鋁催化下，通過alder-ene反應(yīng)對丁基橡膠（牌號為IIR-301）大分子進行了羧基化改性。之后以三乙胺做脫水劑，利用氨基與丙炔酸羧基的酰胺化反應(yīng)將β-丙氨酸叔丁酯接枝到丁基橡膠大分子上，最后以不同種類和數(shù)量的金屬氧化物中和羧基得到雜化交聯(lián)TPE。研究表明，該材料在-60℃和60℃左右存在兩個

3、轉(zhuǎn)變溫度，并且在0℃-60℃兩個溫度之間可以觀察到很明顯的橡膠平臺;其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度由IIR生膠的-69℃上升到-62℃，這歸因于體系中離子鍵和氫鍵的交聯(lián)作用;在60℃，該TPE材料進入粘流態(tài)，表明其在60℃以上可以進行熱塑性加工;研究表明采用4份ZnO中和的TPE力學(xué)性能最好，其拉伸強度為8.65MPa，扯斷伸長率是1704％，拉伸永久變形是110％，壓縮永久變形是72％;
　?。ǘ│?丙氨酸二聚體接枝離子鍵交聯(lián)IIR的TPE

4、
　　以boc做β-丙氨酸氨基保護基，以芐醇做β-丙氨酸羧基保護基，然后以酰胺耦合的方式制備了β-丙氨酸二聚體，最后再將氨基和羧基的保護基脫除以便進行下一步反應(yīng)。
　　采用合成的丙炔酸五氟苯酚酯，在三氯化乙烯基鋁催化下，通過alder-ene反應(yīng)對丁基橡膠大分子進行了羧基化改性。之后以三乙胺做脫水劑，利用氨基與丙炔酸羧基的酰胺化反應(yīng)將脫除保護基的β-丙氨酸二聚體接枝到丁基橡膠大分子上，最后以不同種類和數(shù)量的金屬氧化物中和羧基

5、得到雜化交聯(lián)彈性體。研究表明，該材料在-60℃和60℃左右存在兩個轉(zhuǎn)變溫度，并且在0℃-60℃之間可以觀察到很明顯的橡膠平臺;其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度由IIR生膠的-69℃上升到-62℃，這歸因于體系中離子鍵和氫鍵的交聯(lián)作用;在60℃，該TPE材料進入粘流態(tài)，表明其在60℃以上可以進行熱塑性加工;采用4份ZnO中和的TPE，其拉伸強度為10.98MPa，扯斷伸長率是1515％，拉伸永久變形是96％，壓縮永久變形是80％;不同種類的金屬氧化物對I