[發(fā)明專利]一種具有快速修復功能的木質(zhì)素基熱塑性彈性體及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202211000827.3
• 申請日: 2022-08-19
• 公開（公告）號: CN115160512A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設計）人: 章亞瓊;歐陽濤;戚嘉璐;汪鐘凱;常君豪
• 申請（專利權）人: 安徽農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: C08F289/00
• 分類號: C08F289/00;C08F220/18;C08F220/06
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 繆璐歡

本發(fā)明公開一種木質(zhì)素基熱塑性彈性體，涉及熱塑性彈性體技術領域，其結(jié)構式如下：本發(fā)明還提供上述木質(zhì)素基熱塑性彈性體的制備方法。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明中的木質(zhì)素基熱塑性彈性體力學性能優(yōu)異，延展性良好，具有良好的生物降解和環(huán)境友好性。該木質(zhì)素基彈性體，在近紅外光照射下，可以在一分鐘內(nèi)快速愈合，這種具有快速修復性能的木質(zhì)素基彈性能顯著提高了木質(zhì)素的利用率和附加值，拓寬木質(zhì)素的應用。

技術領域

本發(fā)明涉及熱塑性彈性體技術領域，具體涉及一種具有快速修復功能木質(zhì)素基熱塑彈性體及其制備方法。

背景技術

木質(zhì)素(Lignin)是地球上第二豐富的天然聚合物，廣泛存在于植物的細胞壁，已被認為是一種很有前途的替代現(xiàn)有化石燃料的資源。木質(zhì)素的成本低、含量豐富、環(huán)境友好和良好的抗紫外線輻射性能，使得木質(zhì)素存在許多潛在的應用，如粘合劑、防曬膏、碳纖維、填料、生物衍生合成聚合物和復合材料等。盡管木質(zhì)素具有巨大的潛力，但開發(fā)這一重要資源的技術尚不成熟，木質(zhì)素基材料通常不能轉(zhuǎn)化為高價值產(chǎn)品。

熱塑性彈性體是一種具有橡膠的特性(高彈性、壓縮永久變形等)，又具有塑料的加工特性(工藝簡單)的高分子材料。其被廣泛應用于汽車、建筑、家用設備、電線電纜、電子產(chǎn)品、食品包醫(yī)療器械等眾多行業(yè)。然而大多數(shù)的熱塑性彈性體都是由石油資源制備而來，在當今石油資源日益匱乏、環(huán)境污染日益嚴重的背景下，生物基熱塑性彈性體具有極其重要的商業(yè)價值和環(huán)保意義。

近年來，表面接枝聚合法是制備界限明確的木質(zhì)素共聚物最突出的技術之一，特別是采用可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)方法。如RAFT接枝法成功合成了不同含量木質(zhì)素接枝聚丙烯酸正丁酯和1-乙烯基咪唑的共聚物。對其共聚物進行力學性能測試，結(jié)果表明當木質(zhì)素含量為6.1wt％時，共聚物拉伸斷裂伸長率能夠達到900％,但拉伸強度僅為0.22MPa。(Wang W.Wang F.Zhang C.Tang J.Zeng X.Wan X.(2021)Chemical EngineeringJournal,404,art.no.126358)。

材料在使用過程中不可避免地會產(chǎn)生局部損傷和微裂紋，并由此引發(fā)宏觀裂縫而發(fā)生斷裂，從而影響材料的正常使用和縮短使用壽命。因此裂紋早期的快速修復是一個現(xiàn)實而重要的問題?？焖傩迯筒牧暇哂心軌蚪档筒牧线\營期間的維修養(yǎng)護成本、延長材料的使用年限等優(yōu)勢。目前，快速修復材料已應用于生物醫(yī)學、仿生材料、電解池材料、快速修復聚合物玻璃等領域。

如果能在木質(zhì)素上接枝軟段和硬段聚合物，木質(zhì)素在聚合物體系中充當了交聯(lián)點，賦予聚合物網(wǎng)絡良好的鏈柔性和延展性，硬段提供強度，可以制備出性能優(yōu)異且具有快速修復能力的木質(zhì)素基彈性體。

公布號為CN104356318A的中國專利文獻，公開了一種木質(zhì)素基星狀熱塑性彈性體及其制備方法，包括以下步驟：(1)將木質(zhì)素與2-溴代異丁酰溴反應合成木質(zhì)素ATRP大分子引發(fā)劑；(2)將硬單體，軟單體，木質(zhì)素ATRP大分子引發(fā)劑和配體及反應良溶劑加到反應瓶中，充分攪拌溶解，經(jīng)過三次冷凍、抽真空、充氮的循環(huán)過程除去混合溶液中的氧氣，加入催化劑在55-110℃的條件下反應4-48h后，以甲醇/水混合液為沉淀劑，將收集到的沉淀過濾，干燥得到具有紫外吸收性能和熱塑性彈性體性質(zhì)的木質(zhì)素基星狀聚合物。該木質(zhì)素基星狀聚合物的力學性能優(yōu)于相同組成的線性聚合物，可以作為具有紫外吸收特性的膜材料。該方法制備的木質(zhì)素基星狀熱塑性彈性體不具有快速修復能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種具有良好延展性、力學性能以及快速修復能力的木質(zhì)素基熱塑性彈性體及其制備方法。

本發(fā)明通過以下技術手段實現(xiàn)解決上述技術問題：

一種木質(zhì)素熱塑性彈性體，其結(jié)構式如下：

其中0m≤700，30≤n≤700，R₁為中的任意一個基團；