[发明专利]一种超高强度热塑性弹性体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种超高强度热塑性弹性体及其制备方法。超高强度热塑性弹性体由功能聚酰胺构成，所述功能聚酰胺的结构式：所述功能聚酰胺构式中包括第一重复结构单元以及第二重复结构单元，当R₁为‑OH时为所述第一重复结构单元，当R₁为时为所述第二重复结构单元，其中5≤n≤5000。所述弹性体由所述功能聚酰胺进行拉伸、松弛循环机械处理获得。本发明选择的功能聚酰胺的结构为其优秀的力学性能提供了支撑，所述功能聚酰胺并通过多次的循环拉伸机械处理形成超高强度热塑性弹性体，该弹性体可以达到理想的机械性能，本发明所选的功能聚酰胺可以由天然原料合成，为打造可持续，绿色环保的社会提供了有利的途径。

技术领域

本发明属于生物质基高分子材料领域，具体是涉及一种超高强度热塑性弹性体及其制备方法。

背景技术

如今我们生活的方方面面都充斥着热塑性弹性体的身影，例如粘合剂，涂料，管，轮胎和纤维。然而，现今大多数弹性体都是由不可再生资源制备，可再生生物基质热塑性弹性体仍处于萌芽阶段。科学家们也开发了许多由生物质基的热塑性弹性体，例如，生物基聚氨酯类弹性体(Donglin Tang,ChristopherW.Macosko，Polym.Chem.,2014,5,3231-3237),蛋白质基热塑性弹性体(Karthik Nagapudi,William T.Brinkman，Macromolecules,2005,38(2),pp345–354)，聚酯氨酯类热塑性弹性体(Janneand Jukka V.Macromolecules,1997,30(10),pp 2876–2882)，源于脂肪酸的生物质基弹性体(Shu Wang,Sameer Vajjala Kesava,Enrique D.and Megan L.Robertson，Macromolecules,2013,46(18),pp 7202–7212)。但是从力学性能上看，这些弹性体还难以实际应用。于是，为了进行力学性能上面的强化，科研工作者们进行了大量的尝试，比如引入二氧化硅纳米颗粒增强弹性体性能(By Tao Wei,Li juan Lei,Hailan Kang,Bo Qiao,Zhao Wang,LiqunZhang,Phil Coates,Kuo-Chih Hua and Joseph Kulig，ADVANCED ENGINEERINGMATERIALS 2012,14,No.1-2)；加入纳米黏土增强弹性体性能(Lin Zhu,Richard P.Wool，Polymer 47(2006)8106-8115)等。

由于社会需求不断扩大、传统石油资源的逐渐枯竭以及人们的环保意识、可持续发展的意识不断增强，探索新型可再生的生物质基热塑性弹性体用以代替传统的以石油衍生物等不可再生资源为原料的热塑性弹性体势在必行。

迄今为止，生物质基弹性体的主要原材料包括：油酸、蓖麻油酸、聚乳酸、蛋白质、内酯、脂肪酸及其衍生物等。这些原材料都具有可再生，来源广的特点，且本身含有官能团易于加工反应。但是大多数由这些原材料制备的弹性体力学性能较差，即使之后添加纳米二氧化硅等纳米颗粒，其力学性能仍然无法达到理想的状况。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种超高强度热塑性弹性体及其制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：

一种超高强度热塑性弹性体，所述弹性体由功能聚酰胺构成，所述功能聚酰胺的结构式如下：

所述功能聚酰胺构式中包括第一重复结构单元以及第二重复结构单元，当R₁为-OH时为所述第一重复结构单元，当R₁为时为所述第二重复结构单元，其中5≤n≤5000。

进一步，所述弹性体的力学性能参数为：初始弹性模量40～700Mpa，断裂强度30～1000Mpa，断裂伸长率5～100％，回弹率60～100％。