[發明專利]功能化/熱可逆交聯氯醚橡膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201710645551.7
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107474235B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 郭方;李楊;鄧明;牛慧;李婷婷;侯召民
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C08G65/24
• 分類號: C08G65/24;C08G65/18;C08G65/12;C08G65/22
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

功能化/熱可逆交聯氯醚橡膠及其制備方法，屬于功能高分子材料技術領域，含呋喃、馬來酰亞胺官能團的功能化氯醚橡膠是在催化劑作用下環氧氯丙烷、環氧乙烷、含呋喃或馬來酰亞胺官能團環氧乙烷衍生物的共聚物；官能化環氧乙烷衍生物質量百分含量為1％?30％；熱可逆交聯氯醚橡膠為含有呋喃官能團的功能化氯醚橡膠與多官能團馬來酰亞胺試劑的反應交聯產物，或含有馬來酰亞胺官能團的功能化氯醚橡膠與多官能團呋喃試劑的反應交聯產物，通過呋喃與馬來酰亞胺之間Diels?Alder反應制備。本發明提供的功能化氯醚橡膠由于引入了呋喃、馬來酰亞胺官能團，實現氯醚橡膠的可逆熱交聯，獲得可自修復、再加工循環使用的新型熱可逆交聯氯醚橡膠。

技術領域

本發明屬于功能高分子材料技術領域，涉及一類含呋喃、馬來酰亞胺官能團的功能化氯醚橡膠及其制備方法，以及在此基礎上的熱可逆交聯氯醚橡膠及其制備方法。

背景技術

氯醚橡膠是主鏈為C-O-C，側基含氯的聚合物材料，獨特的結構賦予了其優異的耐油、耐寒、耐熱及半導電性。因其優異的性能已被廣泛應用于交通運輸、電子電器及航天航空領域。氯醚橡膠按其組成可分為環氧氯丙烷均聚物，環氧氯丙烷/環氧乙烷二元共聚物，環氧氯丙烷/環氧乙烷/烯丙基縮水甘油醚三元共聚物。均聚物和兩元共聚物氯醚橡膠為全飽和結構，利用側基的氯原子進行硫化交聯；三元共聚物氯醚橡膠可以通過雙鍵進行硫化交聯。但是這兩種方法產生的交聯結構是不可逆結構，因此損壞或廢棄的氯醚橡膠無法像塑料那樣通過再加工成為新的橡膠材料，大量廢棄的橡膠引起了嚴重的環境污染問題。因此設計合成可逆的交聯結構，在氯醚橡膠使用溫度時是交聯結構，在高溫時可以解開交聯結構進行再加工，具有這樣交聯結構的氯醚橡膠不僅可以實現再加工循環使用，還可以實現氯醚橡膠的自修復。Diels-Alder反應是典型的熱可逆反應，其中呋喃-馬來酰亞胺是Diels-Alder反應中典型的溫敏高效官能團組合。呋喃-馬來酰亞胺可逆交聯結構的低溫交聯的特性使彈性體強度滿足正常使用，而高溫解交聯特性則使彈性體重新恢復流動性，從而實現橡膠的自修復和再加工的目的。

發明內容

本發明提供一類含呋喃、馬來酰亞胺官能團的功能化氯醚橡膠及其制備方法，以及在此基礎上的熱可逆交聯氯醚橡膠及其制備方法。

本發明的技術方案如下：

一類功能化氯醚橡膠，該功能化氯醚橡膠為環氧氯丙烷、環氧乙烷、官能化環氧乙烷衍生物的共聚物，數均分子量為3×10⁴-100×10⁴，優選范圍為10×10⁴－60×10⁴；其中官能化環氧乙烷衍生物質量百分含量為1％-30％，優選范圍為1％-20％；以環氧氯丙烷和環氧乙烷加和100％計算，其中環氧氯丙烷質量百分含量為10％-95％，優選范圍為30％-75％；官能化環氧乙烷衍生物選自含有呋喃官能團、馬來酰亞胺官能團環氧乙烷衍生物中的一種或幾種的混合物，含有呋喃官能團環氧乙烷衍生物具有如下結構：

其中：R選自含1-20個碳的烷基、醚基、硫醚基、酯基，優選自－(CH₂)_n－、－(CH₂)_m－O－(CH₂)_n－、－(CH₂)_m－S－(CH₂)_n－、－(CH₂)_m－O(CO)－(CH₂)_n－，n、m為整數，1≤n+m≤20；；R₁選自氫、鹵素及烷基，優選自氫、甲基、乙基、丙基、丁基、環戊烷基、環己烷基、苯基以及氟、氯、溴、碘鹵素取代基。含有馬來酰亞胺官能團環氧乙烷衍生物具有如下結構：