發(fā)布時(shí)間：2020-05-10 21:48

【摘要】：二烯烴橡膠是指由含共軛雙鍵的烴類(lèi)化合物聚合而成的橡膠。由于具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能,例如較高的拉伸強(qiáng)度與模量,較好的耐磨、耐老化性能等,不管是生活中還是工業(yè)領(lǐng)域,其應(yīng)用范圍非常廣泛。二烯烴橡膠必須經(jīng)過(guò)硫化交聯(lián)才具備使用價(jià)值。傳統(tǒng)的交聯(lián)方法(硫磺或過(guò)氧化物交聯(lián))產(chǎn)生不可逆共價(jià)鍵交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),材料一旦破壞不能愈合也不能加工,造成了資源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染。為了延長(zhǎng)其使用壽命和循環(huán)再利用,人們將動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵引入到橡膠中,利用動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵的可逆特性使交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生重排,從而賦予材料愈合以及再回收利用的功能。此外,如何提高二烯烴橡膠的力學(xué)性能,拓寬其應(yīng)用范圍,也是人們關(guān)注的重點(diǎn)。因此,制備具有愈合、可重復(fù)加工且力學(xué)性能優(yōu)異的二烯烴橡膠材料具有重要的意義。本研究將合成的硼酸酯交聯(lián)劑交聯(lián)二烯烴橡膠及其衍生物。基于硼酸酯鍵的動(dòng)態(tài)交換反應(yīng),交聯(lián)橡膠網(wǎng)絡(luò)在熱的作用下可以發(fā)生重排松弛應(yīng)力,從而賦予橡膠愈合和重復(fù)加工能力。進(jìn)一步在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中引入生物啟迪的犧牲鍵,賦予橡膠高強(qiáng)度和高韌性,同時(shí)賦予橡膠形狀記憶功能性質(zhì)。具體工作如下:合成了含硼酸酯鍵的巰基交聯(lián)劑2,2'-(1,4-亞苯基)-二[4-巰基-1,3,2-二惡硼烷](BDB)。通過(guò)BDB的巰基與丁苯橡膠(SBR)的雙鍵間的“巰基-烯”點(diǎn)擊反應(yīng),將動(dòng)態(tài)硼酸酯鍵引入到SBR。硼酸酯交聯(lián)SBR表現(xiàn)出優(yōu)良的力學(xué)性能、優(yōu)異的愈合性能和重復(fù)加工性能。采用簡(jiǎn)單雙輥開(kāi)煉和熱壓硫化,通過(guò)BDB的巰基與環(huán)氧化天然橡膠(ENR)的環(huán)氧基的開(kāi)環(huán)反應(yīng),將動(dòng)態(tài)硼酸酯鍵引入ENR中。硼酸酯交聯(lián)ENR表現(xiàn)出優(yōu)異力學(xué)性能(拉伸強(qiáng)度可達(dá)14 MPa,斷裂伸長(zhǎng)率可達(dá)475%)、高愈合效率(80°C愈合24 h,愈合效率超過(guò)90%)以及可重復(fù)加工(力學(xué)性能恢復(fù)率超過(guò)70%)。在硼酸酯交聯(lián)的SBR中,通過(guò)4-苯基-3H-1,2,4-三唑啉-3,5-二酮(TAD)點(diǎn)擊反應(yīng)引入脲唑基團(tuán),從而引入額外的氫鍵交聯(lián)。外力作用下,氫鍵扮演犧牲鍵角色,通過(guò)可逆斷裂/重構(gòu)耗散能量,顯著提升了SBR網(wǎng)絡(luò)的拉伸強(qiáng)度和模量�；跉滏I簇對(duì)溫度的響應(yīng)性和硼酸酯的動(dòng)態(tài)特性,制備了具有復(fù)雜幾何形狀結(jié)構(gòu)的形狀記憶材料。在硼酸酯交聯(lián)的ENR中通過(guò)氯化鋅引入鋅離子,從而引入額外的Zn(II)-O配位鍵交聯(lián)。外力作用下,Zn(II)-O配位鍵扮演犧牲鍵角色,通過(guò)可逆斷裂-重構(gòu)耗散能量,從而顯著增加硼酸酯交聯(lián)橡膠的強(qiáng)度和斷裂韌性。Zn(II)-O配位鍵在高溫下發(fā)生解離,不影響硼酸酯鍵的交換反應(yīng),因此交聯(lián)橡膠網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)性能(愈合和重復(fù)加工)得到保持。
【圖文】：

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文。將動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵引入到交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，利用動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵在外界刺激下（光、熱、pH激）發(fā)生可逆斷裂-重構(gòu)的原理，使得交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重排，可制備具有可塑性聚合物。2011 年，Leibler 等[25]在環(huán)氧/羧酸或環(huán)氧/酸酐聚酯基體系中添加酯交化劑（醋酸鋅），，構(gòu)筑了一種新的共價(jià)網(wǎng)絡(luò)（圖 1-1）。在熱激發(fā)和催化劑作用下酯中的酯基和羥基之間可進(jìn)行交換反應(yīng)，從而改變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。制備的環(huán)氧熱固性聚合物和熱塑性聚合物的優(yōu)點(diǎn)，而且在網(wǎng)絡(luò)重排過(guò)程中粘度與溫度關(guān)系尼烏斯定律，具有和無(wú)機(jī)玻璃類(lèi)似的粘流性質(zhì)[26]�；诖耍琇eibler 等人提出了分子（Vitrimers）的概念。

第一章 緒論er 在 Tv 附近的粘度與溫度關(guān)系符合 Arrhenius 定律，其粘度像無(wú)機(jī)玻璃吹制一樣，通過(guò)簡(jiǎn)單地局部加熱、變形、松弛應(yīng)力溶解或熔融，也不需要借助模具或精準(zhǔn)控溫就能實(shí)現(xiàn)重塑形或共價(jià)鍵化學(xué)價(jià)鍵是指共價(jià)交聯(lián)同時(shí)動(dòng)態(tài)可逆的一類(lèi)化學(xué)鍵，它們可以在溫激下發(fā)生解離與重構(gòu)或者直接發(fā)生交換反應(yīng)。動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵網(wǎng)絡(luò)alent adaptable networks），按照交換過(guò)程中網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)密度是否合型[29]，如圖 1-2。解離型動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵主要是 Diels-Alder 環(huán)加共價(jià)鍵主要有二硫鍵、C-N 鍵（酰腙鍵等）、β-羥基酯鍵、烯烴。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TQ330.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 高若峰;王迎雪;彭少賢;楊罡;趙西坡;;廢舊橡膠回收利用再生劑研究進(jìn)展[J];彈性體;2015年04期

2 李漢堂;;通過(guò)硫化劑提高天然橡膠硫化膠的耐久性[J];世界橡膠工業(yè);2015年07期

3 姜敏;寇志敏;彭少賢;;廢舊橡膠回收與利用的研究進(jìn)展[J];合成橡膠工業(yè);2013年03期

4 張萍;張合偉;趙樹(shù)高;;通用橡膠/硫磺/DM體系硫化中的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)演變[J];高分子材料科學(xué)與工程;2011年05期

5 張萍,趙樹(shù)高,崔莉;微波脫硫橡膠的再硫化[J];橡膠工業(yè);2001年08期

6 馮亮國(guó),余錢(qián)偉,廖衍發(fā);常溫干法廢橡膠回收工藝的研究[J];河南化工;2001年07期

7 連永祥,董林福,羅鵬;廢胎面膠的De-link再生工藝研究[J];沈陽(yáng)化工學(xué)院學(xué)報(bào);2000年01期

8 L.González;楊鈞;;DCP硫化NR的新交聯(lián)機(jī)理[J];橡膠參考資料;1998年12期

9 Mlle F.Joubert;竇新富;;丁基橡膠硫化用的酚醛樹(shù)脂[J];橡膠參考資料;1981年08期

10 孟憲德;李小東;趙金春;劉毓真;趙學(xué)剛;王文芳;;酚醛樹(shù)脂硫化的丁基橡膠/再生丁基橡膠共混物性能的研究[J];橡膠工業(yè);1992年08期

本文編號(hào)：2657950