[發明專利]一種生物基熱塑性彈性體及其基于RAFT聚合的制備方法和改性方法

在審

• 申請號: 202310144638.1
• 申請日: 2023-02-21
• 公開（公告）號: CN116284620A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 雷巍巍;李雯;陳國玉;劉杰;陳超;施德安
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08F2/38;C08F2/22;C08F8/44
• 代理公司: 福州市景弘專利代理事務所(普通合伙) 35219
• 代理人: 林祥翔

1.一種生物基熱塑性彈性體，其特征在于：其分子式如式I所示，

(St)_a-[(EA)_m-co-(My)_c]-(St)_d式I；

式I中，其中a、d分別是第一段苯乙烯重復單元St的數目和第三段苯乙烯重復單元St的數目，且a為200～800的整數，d為200～800的整數，第一段硬段聚苯乙烯重復單元和第三段硬段聚苯乙烯重復單元的分子量范圍均為20800～83200；第二段重復單元為月桂烯均聚物或月桂烯與丙烯酸酯共聚物，其中月桂烯重復單元My的數目為c，丙烯酸酯重復單元EA的數目為m，c為200～800的整數，且m為0或200～800的整數，軟段月桂烯重復單元的分子量范圍為27200～108000，丙烯酸酯類重復單元的分子量范圍為25600～102400。

2.根據權利要求1所述的生物基熱塑性彈性體基于RAFT聚合的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：

步驟1：將大分子RAFT試劑溶解于水后加入到反應瓶中，再加入第一段單體苯乙烯，在室溫及氮氣氣氛下攪拌預乳化30～60min，然后升溫至70～80℃后繼續攪拌乳化30～60min后加入水溶性引發劑A，保溫攪拌反應1～2h后，加入氫氧化鈉水溶液，繼續反應5～10h；

步驟2：接著往反應瓶中加入第二段單體月桂烯或月桂烯和丙烯酸酯類單體的共混物，保溫攪拌反應1～2h后，加入水溶性引發劑B，繼續反應10～20h，得到穩定的乳液；

步驟3：再往反應瓶中加入第三段單體苯乙烯，保溫攪拌反應1～2h后加入水溶性引發劑C，繼續反應5～10h，得到穩定的乳液；將步驟三所述乳液在濃度為0.5～2％的CaCl₂水溶液中破乳絮凝出生膠，將所述生膠經洗滌、真空干燥，得到所述生物基熱塑性彈性體；

其中，所述各組分加入的重量份數如下：

3.根據權利要求2所述的生物基熱塑性彈性體基于RAFT聚合的制備方法，其特征在于，所述的丙烯酸酯類單體包括下列中的一種：丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸異丁酯。

4.根據權利要求2所述的生物基熱塑性彈性體基于RAFT聚合的制備方法，其特征在于：所述水溶性引發劑A、水溶性引發劑B、水溶性引發劑C分別為下列中的一種：過硫酸銨水溶液、過硫酸鉀水溶液、過氧化氫水溶液、過氧化氫衍生物的水溶液。

5.根據權利要求2所述的生物基熱塑性彈性體的改性方法，其特征在于：其包括以下步驟：

在堿性溶液中加入權利要求2制備得到的所述生物基熱塑性彈性體，所述加入的生物基熱塑性彈性體的質量為堿性溶液質量的10～20％；在50～80℃下回流反應24-48小時，再加入1～2wt％的鹽酸水溶液調節反應液的pH至2～6，繼續反應30～60min，得到乳膠，將所述膠乳經洗滌、真空干燥得到帶羧基的改性生物基熱塑性彈性體。

6.根據權利要求5所述的生物基熱塑性彈性體的改性方法，其特征在于：其還包括以下步驟：

將所述帶羧基的改性生物基熱塑性彈性體在開煉機開煉過程中加入金屬氧化物或金屬鹽，以及加工助劑，混合均勻，得到帶有離子團簇的改性熱塑性彈性體；其中，所述帶羧基的改性生物基熱塑性彈性體10重量份；金屬氧化物或金屬鹽1-10重量份；加工助劑1-3重量份。

7.根據權利要求5所述的生物基熱塑性彈性體的改性方法，其特征在于：所述的金屬氧化物為氧化鋅、氧化鎂中的一種；所述金屬鹽為氯化鋅、氯化鈣中的一種。

8.根據權利要求5所述的生物基熱塑性彈性體的改性方法，其特征在于：所述堿性溶液中的溶質為NaOH、Ca(OH)₂、KOH中的一種，所述堿性溶液中的溶劑為乙醇與水體積比為4：1的混合液。

9.根據權利要求5或8所述的生物基熱塑性彈性體的改性方法，其特征在于：所述堿性溶液的濃度為2-10％。