[发明专利]弹性材料

说明书

[本发明的领域]

本发明涉及显示出橡胶弹性的性能的弹性材料。更确切地说，这些材料由利用非共价键或物理键(例如氢键)连接的分子组成。这些材料具有十分类似橡胶的那些性能的一些性能。与普通的弹性体不同，本发明的材料在高于某一温度时会变成流体，这在使用和再利用这些材料的步骤中是有利的。根据定义，弹性体应该能同时在非常长的时间中表现出尺寸稳定性，在相当大的变形(100-600％的伸长率)之后恢复其初始形状。橡胶弹性性能也通过在能引起变形的应力的松弛后引起的剩余变形来评价。这些材料用于制造密封性接头，绝热材料，隔音材料，轮胎，电缆，外壳，鞋底，包装材料，涂料(漆，化妆产品，膜)，弹性夹圈，真空管，运输管和运输柔性软管，流变添加剂(例如化妆品)，流体，或作为在粘合剂中和在热熔性胶水中的添加剂。

[现有技术和技术问题]

该术语“橡胶弹性”可以理解为材料在使用温度下经受20％的单轴向变形达到15分钟的时间，以低于其初始尺寸的5％的剩余变形恢复到它的初始尺寸，即，保持在使用温度下，在变形之前初始长度L₀的材料在单轴向应力下发生变形到长度L_d达到15分钟，使得(L_d-L₀)/L₀大于或等于0.2，然后恢复到长度L_f，在应力的松弛之后该材料的最终长度，使得(L_f-L₀)/L₀低于0.05，有利地(L_d-L₀)/L₀大于或等于0，8，优选地，(L_d-L₀)/L₀大于或等于1。橡胶弹性原则上是聚合物体系的特有性能。通常，它既不在无机材料中(玻璃，金属，氧化物，离子固体，等等)又不在分子材料中表现出来，不论它们是否是晶体或无定形的。传统的弹性体如SBR(充油丁苯橡胶)或NBR(腈基丁二烯橡胶)是从分子(单体)利用共价键彼此连接所形成键而产生的聚合物。这些聚合物也可以是交联的。由这些弹性体组成的物体具有明确的形状，不同于由热塑性聚合物组成的物体。因此，由聚酰胺6(热塑性聚合物)制成的物体是通过PA 6的模塑或注塑而生产的，它在高于210℃的温度是液体，然后通过冷却获得该物体。加热该物体到210℃以上，它变成PA 6液体，并且这一PA 6液体能够再次模塑或注塑，等等。同样，同样存在热塑性弹性体，例如聚醚嵌段酰胺或EPRs(乙烯丙烯橡胶的缩写)。这些聚合物按照与PA 6(它们高于某温度时是液体和低于该温度时是固体)相同的方式转变，并且所获得的物体具有弹性性能，但它们不具有确定的形状，如由交联的弹性体组成的物体。

然而，交联的或非交联的弹性体，热塑性弹性体和热塑性聚合物全部由分子(单体)通过共价键彼此连接成键所产生，它们被称作大分子；这些大分子具有至少10000g/mol的分子量。

现在找到一种材料具有弹性特性而且是通过非共价键例如氢键连接的分子单元组成。与普通的弹性体相反，它在高于某温度时变成流体，这在应用和再利用这些材料的步骤中是有利的。应当理解，在本发明的说明书中使用的词“分子”在这里相对于词“大分子”；它是指分子质量低于9000g/mol，且典型地在约500到1500g/mol的化合物。

现有技术早已描述了超分子的聚合物。因此，专利申请WO 03059964描述了包括利用氢键连接的单元的超分子聚合物，这些单元是单体或是包括选自以下官能团(1)和(3)中的至少一种官能团和选自以下官能团(1)到(5)中的第二种官能团的前聚体：

其中A表示氧，硫或NH，和X表示任一单元；在超分子聚合物中的氢键是在选自官能团(1)至(5)中的相同或不同的两种官能团之间存在。