[發明專利]一種基于氨基酸改性的仿生橡膠及其在制備航空輪胎胎面橡膠中的應用

有效

• 申請號: 202111333400.0
• 申請日: 2021-11-11
• 公開（公告）號: CN113861231B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 白晨曦;代全權;祁彥龍;崔龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C07F5/06
• 分類號: C07F5/06;C08F136/08;C08F2/44;C08K5/56;C08L9/00;B60C11/00;B60C1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉穎

本申請提供了一種改性氨基酸及其在制備仿生橡膠中的應用，其中包括一種航空輪胎胎面仿生橡膠的制備方法，所述改性氨基酸由烷基鋁與氨基酸原料在無水無氧條件下經反應制得；所述氨基酸原料選自D?丙氨酸、Boc?D?酪氨酸、N?芐氧羰基?DL?亮氨酸、纈氨酸、L?賴氨酸和DL?脯氨酸中的一種或多種；所述烷基鋁為三烷基鋁、氫化烷基鋁或鹵代烷基鋁。本申請提供的改性氨基酸加到稀土異戊橡膠反應體系中，所制備的仿生橡膠具有高強度、低生熱的性能，利于應用。

技術領域

本申請涉及橡膠材料技術領域，更具體地說，涉及一種改性氨基酸及其在制備仿生橡膠中的應用，其中包括一種航空輪胎胎面仿生橡膠的制備方法。

背景技術

天然橡膠是一種以聚異戊二烯為主要成分的天然高分子彈性體，其成分中91％～94％是聚異戊二烯，其余為蛋白質、脂肪酸、灰分、糖類等非橡膠物質；天然橡膠是制備航空輪胎的必用膠種。由于我國緯度和氣候等原因，難以生產出用于制備航空輪胎所需的天然橡膠，所需天然橡膠目前完全依賴進口；并且，我國在顛覆性高端橡膠材料研制領域相對落后。因此，急需開發具備高抗沖擊強度、低生熱等優異性能的橡膠材料來替代航空輪胎用天然橡膠。

在合成聚合物彈性體材料中，稀土異戊橡膠被稱為“合成天然橡膠”，它的分子結構、物理性能與天然橡膠最為相似，是目前唯一有希望替代高性能天然橡膠的橡膠品種。如何進一步改進稀土異戊橡膠的強度等性能以用于制備航空輪胎，這對于天然橡膠資源嚴重匱乏的我國具有重要的戰略意義。

發明內容

有鑒于此，本申請提供一種改性氨基酸及其在制備航空輪胎胎面仿生橡膠中的應用，本申請提供的改性氨基酸加到稀土異戊橡膠反應體系中，所制備的仿生橡膠具有高強度、低生熱的性能，利于應用。

本發明提供一種改性氨基酸，其由烷基鋁與氨基酸原料在無水無氧條件下經反應制得；所述氨基酸原料選自D-丙氨酸、Boc-D-酪氨酸、N-芐氧羰基-DL-亮氨酸、纈氨酸和DL-脯氨酸中的一種或多種；

所述烷基鋁為三烷基鋁、氫化烷基鋁或鹵代烷基鋁。

與合成橡膠相比，天然橡膠之所以具有優異的力學性能，其原因主要在于天然膠乳中含有質量分數約5％的非膠組分(蛋白質、磷脂及多糖等生物大分子)；這些非膠組分可通過氫鍵或配位形成的自組裝聚集使橡膠分子形成交聯點，從而促進天然橡膠分支結構和網絡結構的形成，使其性能優于合成橡膠。

為了實現本發明提供一種航空輪胎胎面用仿生橡膠的目的，本發明首先提供了一種烷基鋁改性的氨基酸物質，將其原位加到稀土異戊橡膠的反應體系中，可使提供的仿生橡膠具有高強度、低生熱的優異性能。

本發明所述改性氨基酸的制備原料包括烷基鋁，其為三烷基鋁、氫化烷基鋁或鹵代烷基鋁，烷基與金屬鋁直接結合形成金屬鋁有機物。其中，氫化烷基鋁也稱烷基氫化鋁；鹵代烷基鋁主要是氯(Cl)的取代。在本發明的具體實施例中，所涉及的烷基鋁為三異丁基鋁Al(i-Bu)₃、氫化二異丁基鋁Al(i-Bu)₂H、二乙基氫化鋁AlEt₂H、三辛基鋁Al(oct)₃、三乙基鋁AlEt₃、一氯二異丁基鋁Al(i-Bu)₂Cl、一氯二乙基鋁AlEt₂Cl或倍半乙基鋁Al₂Et₃Cl₃。