[發(fā)明專利]制備杜仲橡膠復(fù)合材料及形狀記憶材料的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410511666.3
• 申請(qǐng)日: 2014-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN104292522B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏琳;辛振祥;沈梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L7/00
• 分類號(hào): C08L7/00;C08K3/36;C08K3/06;C08J3/24;C08J3/07
• 代理公司: 青島聯(lián)智專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司37101
• 代理人: 李升娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料的制備技術(shù)，具體地說，是涉及制備杜仲橡膠復(fù)合材料及形狀記憶材料的方法。

背景技術(shù)

納米復(fù)合材料被稱為“21?世紀(jì)最有前途的材料”之一，由于納米粒子具有尺寸小、比表面積大、產(chǎn)生的量子效應(yīng)和表面效應(yīng)等特點(diǎn)，使得納米復(fù)合材料較常規(guī)復(fù)合材料具有更優(yōu)異的物理與力學(xué)性能，在電、磁、光、聲、熱力學(xué)、催化和生物等方面呈現(xiàn)出其特有的性能。因此，納米復(fù)合材料的制備已成為獲得高性能復(fù)合材料的重要方法之一。

聚合物/納米二氧化硅復(fù)合材料一度成為研究熱點(diǎn)，主要原因是納米二氧化硅具有耐高溫、耐腐蝕以及無毒、無污染等性能。然而，現(xiàn)有技術(shù)均是采用將納米二氧化碳直接添加到聚合物中反應(yīng)，在納米二氧化硅的添加過程中，其表面能高，極易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，失去了納米材料的很多特性，并且納米二氧化硅與大多數(shù)聚合物材料的相容性較差，難以獲得理想的復(fù)合材料性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種制備杜仲橡膠/納米二氧化硅復(fù)合材料的方法，通過直接在提取天然杜仲橡膠溶液中加入功能性二氧化碳前驅(qū)體制備杜仲橡膠復(fù)合材料，有效解決了現(xiàn)有復(fù)合材料制備過程中納米二氧化硅團(tuán)聚現(xiàn)象的發(fā)生。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明復(fù)合材料的制備采用下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種制備杜仲橡膠復(fù)合材料的方法，所述方法包括下述步驟：

a、在天然杜仲橡膠的有機(jī)溶液中加入與該有機(jī)溶液的體積比為1：1~1.5的表面活性劑，振蕩形成乳狀液；

b、在所述乳狀液中加水至形成W/O型微乳液；

c、在所述W/O型微乳液中加入體積比為1:1~10的功能性二氧化硅前驅(qū)體和無水乙醇，反應(yīng)12-24h，獲得反應(yīng)液；

d、去除步驟c反應(yīng)液中的溶劑，得到杜仲橡膠復(fù)合材料。

如上所述的方法，所述功能性二氧化硅前驅(qū)體為帶有雙鍵的硅烷偶聯(lián)劑。

如上所述的方法，所述表面活性劑的濃度為0.001-0.01mol/L。

優(yōu)選的，所述表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基氨基丙酸鈉鹽中的任一種。

如上所述的方法，為進(jìn)一步促進(jìn)水解反應(yīng)，所述步驟a中，在天然橡膠的有機(jī)溶液中還加入有助表面活性劑，助表面活性劑與表面活性劑的體積比為1:1~10。?

優(yōu)選的，所述助表面活性劑為正丁醇或正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇中的任一種或多種。

如上所述的方法，所述步驟c中，先將功能性二氧化硅前驅(qū)體和無水乙醇攪拌混合，形成混合液，再將該混合液加入到所述W/O型微乳液中。

優(yōu)選的，所述天然杜仲橡膠的有機(jī)溶液為天然杜仲橡膠的石油醚溶液。

本發(fā)明的目的之二是提供一種形狀記憶材料的制備方法，通過采用上述制備方法所獲得的杜仲橡膠復(fù)合材料進(jìn)行可控硫化制備形狀記憶材料，提高了形狀記憶材料的性能。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明形狀記憶材料的制備采用下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種制備形狀記憶材料的方法，在采用上述所述的方法制備的杜仲橡膠復(fù)合材料中加入交聯(lián)劑，復(fù)合材料與交聯(lián)劑的質(zhì)量比為100:2~5，在?150℃~180℃下交聯(lián)反應(yīng)5~20min，制備得到形狀記憶材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

（1）本發(fā)明通過在提取天然杜仲橡膠的有機(jī)溶液中加入功能性二氧化硅前驅(qū)體實(shí)現(xiàn)可反應(yīng)性二氧化硅的原位合成，不僅有效防止了納米材料團(tuán)聚現(xiàn)象的發(fā)生，使得納米二氧化硅較為均勻地分散在復(fù)合材料中，還便于控制二氧化硅復(fù)合材料的大小，并且大大提高了二氧化硅在聚合物中的分散穩(wěn)定性。

（2）在上述原位合成的復(fù)合材料中加入交聯(lián)劑制備形狀記憶材料時(shí)，利用可反應(yīng)性納米二氧化硅中的雙鍵與天然橡膠中的雙鍵共同進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，使得可反應(yīng)性納米二氧化硅在交聯(lián)過程中進(jìn)入交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中一部分由Si-O鍵交替組成。而由于Si-O鍵鍵能較大，使得所制備的形狀記憶材料具有優(yōu)異的機(jī)械性能、耐熱性能及較大的形變恢復(fù)力。

結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的具體實(shí)施方式后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。

附圖說明

圖1是本發(fā)明制備杜仲橡膠復(fù)合材料的方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖；

圖2是本發(fā)明制備得到的形狀記憶材料一個(gè)形變恢復(fù)率與溫度的關(guān)系曲線圖；

圖3是本發(fā)明制備得到的形狀記憶材料另一個(gè)形變恢復(fù)率與溫度的關(guān)系曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。