[发明专利]改性顺丁橡胶及其改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及不饱和聚合物技术领域，具体而言，涉及一种改性顺丁橡胶及其改性方法。

背景技术

顺丁橡胶是顺式-1,4-聚丁二烯橡胶的简称，是仅次于丁苯橡胶的世界第二大通用合成橡胶，具有弹性好、耐低温性能好、生热低、滞后损失小、耐屈扰性、抗龟裂性以及动态性能好等优点。可与天然橡胶、氯丁橡胶以及丁腈橡胶等并用，在轮胎、抗冲击改性、胶带、胶管以及胶鞋等橡胶制品的生产中有广泛的应用。

由于顺丁橡胶为全二烯烃均聚物，分子间力低、分子中存在很多双键，因而一直存在强度低、不耐油、不阻燃、易老化、且与帘线粘结力差等固有缺陷。另外，顺丁橡胶是一种非极性高分子材料，其胶膜表面亲水性能较差，生物相容性较差，因而限制了其在医用橡胶制品中的应用，为此对顺丁橡胶进行改性，改善上述缺点已成为拓宽顺丁橡胶的应用领域的重要方法。下面介绍几种顺丁橡胶的改性方法。

顺丁橡胶的环氧化改性研究主要集中在低分子量的顺丁橡胶上，Makowsik，Zuchowska等人对高顺式聚丁二烯、低顺式聚丁二烯及1,2-聚丁二烯进行了环氧化研究，可较好地提高其耐油性、气密性和耐湿滑性。

对于顺丁橡胶的氢化改性，专利US5399632公开了一种不使用氢气而使用氢化介质(一种给氢化合物)，如甲酸，在钯催化剂的作用下对顺丁橡胶加氢的方法。氢化后顺丁橡胶的耐老化性和耐液压性能得到较大的改善，且氢化产物具有较高的使用温度，蠕变和压缩变形都降低。

对于顺丁橡胶链端改性，专利US5844050公开了用氯化锡或有机多官能团化合物二苯基甲烷二异氰酸酯、氯代三氮杂苯和苯基酰氯等改性稀土顺丁橡胶，改性后的顺丁橡胶不仅耐磨性显著提高，而且定伸应力、拉伸强度均有所改进。采用化合物4,4-双二乙基氨基苯甲酮(TEAB)改性稀土顺丁橡胶，可提高聚合物的回弹性能。用酯类化合物改性顺丁橡胶，可改善顺丁橡胶与其它橡胶的共混性和加工性能。

对于顺丁橡胶的氯化改性，夏宇正，唐裕宽等人发现，顺丁橡胶氯化后不仅降低了双键含量、提高了其耐老化性，而且由于氯原子的引入，其混炼特性得到提高，硫化胶拉伸强度、耐油性、阻燃性和粘结力等都得到了大幅度的改善，可用作防腐涂料、油墨、印刷着色剂以及粘合剂等。

以上方法虽然能较好地改善顺丁橡胶的物理化学等性能，但如果想要将顺丁橡胶应用于医用橡胶制品中，必须改善顺丁橡胶的生物相容性以及力学性能等，但如何较好地改善顺丁橡胶的生物相容性及力学性能，目前鲜有报道。

发明内容

本发明旨在提供一种改性顺丁橡胶及其改性方法，改性后的顺丁橡胶不仅力学性能具有较好的改善，而且生物相容性及与其他橡胶(如丁苯橡胶)的共混相容性也得到大幅度提升。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种顺丁橡胶的改性方法，包括以下步骤：S1、取顺丁橡胶溶于有机溶剂中，配制成顺丁橡胶溶液；S2、向顺丁橡胶溶液中加入N-乙烯基吡咯烷酮，搅拌均匀，得到第一混合液；S3、向第一混合液中加入引发剂反应，并在氮气气氛下加热反应，得到第二混合液；以及S4、将第二混合液沉析，并对得到的沉析物进行抽提，以去除N-乙烯基吡咯烷酮的均聚物PVP，得到接枝共聚产物BR-g-PVP。

进一步地，在步骤S2中，向顺丁橡胶溶液中所加入的N-乙烯基吡咯烷酮与顺丁橡胶溶液中碳碳双键的摩尔比为0.5～2.5。

进一步地，引发剂为AIBN。

进一步地，引发剂AIBN在第一混合液中的浓度为2.78×10^-3～1.39×10^-2mol/L。

进一步地，在步骤S3中，向混合液中加入引发剂后在氮气气氛下升温至65℃～75℃，反应1～9小时。

进一步地，顺丁橡胶溶液的浓度为8.33g/L～33.33g/L，优选为16.67g/L。

进一步地，在步骤S4中，向第二混合液中加入沉淀剂进行沉析，并采用索氏提取器对沉析物进行抽提，沉淀剂为石油醚。

进一步地，有机溶剂为甲苯。

根据本发明的另一方面，还提供了一种改性顺丁橡胶，该改性顺丁橡胶为采用上述任一种改性方法制备而成。