基于多官能交联和牺牲键策略的橡胶增强

发布时间：2021-11-21 10:00

　　未经改性的橡胶力学性能低,通常需要经过增强才具有实用性。目前橡胶的增强主要通过纳米填料复合来实现。但是,纳米填充体系的性能强烈依赖于填料分散、橡胶-填料界面相互作用。而且,橡胶的填料添加量较大,导致橡胶材料的比强度下降。基于这一背景,作者提出了多种基于多官能交联和牺牲键策略的增强方法。其主要内容如下:（1）基于氧杂-迈克尔反应,通过使用高官能度的交联剂制备了高模量的非填充橡胶。首先通过巯基-烯点击化学成功制备了羟基化的溶聚丁苯橡胶（SSBR）。研究结果表明,丙烯酸酯可以通过氧杂-迈克尔反应高效交联羟基化SSBR。随着交联剂官能度的增加,硫化胶的强度和模量显著提高。随着交联剂含量和OH含量的增加,硫化胶的性能也不断提升。相应地,建立了这一体系交联结构与力学性能间的关系,为氧杂-迈克尔反应交联橡胶的应用提供了科学基础。（2）受贻贝足丝结构的启迪,在富含氧的环氧化天然橡胶（ENR）结构中构筑了额外的Fe³⁺-O配位键作为物理交联点。该配位键的存在可以显著增加弹性体的强度、模量和韧性;其主要增强增韧机理为配位键充当牺牲键,在受力时优先断裂,耗散能量并防止应力集中。此外,该... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：141 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

硫磺交联橡胶反应机理示意图

硫磺硫化橡胶的通用结构示意图：a-单硫交联键；b-二硫交联键；c, d-多-相邻交联键；f-C-C 交联键；g, j-环状硫化物；h, i-橡胶链中的共轭烯烃结悬垂的侧链（Acc 为促进剂残留物）[24]igure 1-2 General scheme of sulfur-cured vulcanizates: a - monosulfide linkages;lfide linkages c, d - polysulfide crosslinks (x = 3-6); e - vicinal crosslinks; f – caon crosslinks; g, j – cyclic sulfides; h, i – conjugated segments of elastomer chaipendant side-group (Acc - accelerator residue)[24]定交联点中含硫键相对含量的关键因素是硫磺的含量以及促进剂与硫磺的，硫磺硫化体系可分为普通（CV）硫化体系、半有效（semi-EV）硫化体V）硫化体系，如表 1-2 所示[25]。CV 硫化体系是指硫磺含量明显高于促进，以 NR 为例，其促进剂含量一般为 0.5~0.6 phr，硫磺含量为 2.5 phr。该交联网络结构中多硫交联键的含量可达 70%以上。CV 体系的硫化胶由于具有优异的初始疲劳性能，室温动静态性能，但由于多硫键键能较低，其

含量 高 中 能 低 中 能 低 中 能 高 中 变形 高 中 能 高 中 尔加成反应及其应用尔反应的机理反应是亲电的共轭结构和亲核的负碳离子之间的一种尔提出，其反应示意图如图 1-3 所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]结晶水对硫酸铜与丁腈橡胶之间配位交联反应的影响[J]. 袁晓芳,吴国章,吴驰飞.  高等学校化学学报. 2006(10)



本文编号：3509291