[发明专利]功能化/热可逆交联氯醚橡胶及其制备方法

说明书

功能化/热可逆交联氯醚橡胶及其制备方法，属于功能高分子材料技术领域，含呋喃、马来酰亚胺官能团的功能化氯醚橡胶是在催化剂作用下环氧氯丙烷、环氧乙烷、含呋喃或马来酰亚胺官能团环氧乙烷衍生物的共聚物；官能化环氧乙烷衍生物质量百分含量为1％‑30％；热可逆交联氯醚橡胶为含有呋喃官能团的功能化氯醚橡胶与多官能团马来酰亚胺试剂的反应交联产物，或含有马来酰亚胺官能团的功能化氯醚橡胶与多官能团呋喃试剂的反应交联产物，通过呋喃与马来酰亚胺之间Diels‑Alder反应制备。本发明提供的功能化氯醚橡胶由于引入了呋喃、马来酰亚胺官能团，实现氯醚橡胶的可逆热交联，获得可自修复、再加工循环使用的新型热可逆交联氯醚橡胶。

技术领域

本发明属于功能高分子材料技术领域，涉及一类含呋喃、马来酰亚胺官能团的功能化氯醚橡胶及其制备方法，以及在此基础上的热可逆交联氯醚橡胶及其制备方法。

背景技术

氯醚橡胶是主链为C-O-C，侧基含氯的聚合物材料，独特的结构赋予了其优异的耐油、耐寒、耐热及半导电性。因其优异的性能已被广泛应用于交通运输、电子电器及航天航空领域。氯醚橡胶按其组成可分为环氧氯丙烷均聚物，环氧氯丙烷/环氧乙烷二元共聚物，环氧氯丙烷/环氧乙烷/烯丙基缩水甘油醚三元共聚物。均聚物和两元共聚物氯醚橡胶为全饱和结构，利用侧基的氯原子进行硫化交联；三元共聚物氯醚橡胶可以通过双键进行硫化交联。但是这两种方法产生的交联结构是不可逆结构，因此损坏或废弃的氯醚橡胶无法像塑料那样通过再加工成为新的橡胶材料，大量废弃的橡胶引起了严重的环境污染问题。因此设计合成可逆的交联结构，在氯醚橡胶使用温度时是交联结构，在高温时可以解开交联结构进行再加工，具有这样交联结构的氯醚橡胶不仅可以实现再加工循环使用，还可以实现氯醚橡胶的自修复。Diels-Alder反应是典型的热可逆反应，其中呋喃-马来酰亚胺是Diels-Alder反应中典型的温敏高效官能团组合。呋喃-马来酰亚胺可逆交联结构的低温交联的特性使弹性体强度满足正常使用，而高温解交联特性则使弹性体重新恢复流动性，从而实现橡胶的自修复和再加工的目的。

发明内容

本发明提供一类含呋喃、马来酰亚胺官能团的功能化氯醚橡胶及其制备方法，以及在此基础上的热可逆交联氯醚橡胶及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一类功能化氯醚橡胶，该功能化氯醚橡胶为环氧氯丙烷、环氧乙烷、官能化环氧乙烷衍生物的共聚物，数均分子量为3×10⁴-100×10⁴，优选范围为10×10⁴－60×10⁴；其中官能化环氧乙烷衍生物质量百分含量为1％-30％，优选范围为1％-20％；以环氧氯丙烷和环氧乙烷加和100％计算，其中环氧氯丙烷质量百分含量为10％-95％，优选范围为30％-75％；官能化环氧乙烷衍生物选自含有呋喃官能团、马来酰亚胺官能团环氧乙烷衍生物中的一种或几种的混合物，含有呋喃官能团环氧乙烷衍生物具有如下结构：

其中：R选自含1-20个碳的烷基、醚基、硫醚基、酯基，优选自－(CH₂)_n－、－(CH₂)_m－O－(CH₂)_n－、－(CH₂)_m－S－(CH₂)_n－、－(CH₂)_m－O(CO)－(CH₂)_n－，n、m为整数，1≤n+m≤20；；R₁选自氢、卤素及烷基，优选自氢、甲基、乙基、丙基、丁基、环戊烷基、环己烷基、苯基以及氟、氯、溴、碘卤素取代基。含有马来酰亚胺官能团环氧乙烷衍生物具有如下结构：