[发明专利]侧基官能化聚异丁烯基热塑性弹性体及其制备方法

说明书

本发明属于聚异丁烯基热塑性弹性体领域，具体涉及一种侧基官能化聚异丁烯基热塑性弹性体及其制备方法，该方法包括：将卤化或卤甲基化的异丁烯基聚合物与亲核试剂接触进行反应，制得所述侧基官能化聚异丁烯基热塑性弹性体，所述亲核试剂为可参与亲核反应的含氮化合物。本发明的异丁烯基热塑性弹性体通过官能化的侧基之间的多重氢键形成聚异丁烯基物理交联网络，赋予热塑弹性体更加优异的物理机械性能、气密性与阻尼性能，并使其具有优良的自修复性能。

技术领域

本发明属于聚异丁烯基热塑性弹性体领域，更具体地，涉及一种侧基官能化聚异丁烯基热塑性弹性体及其制备方法。

背景技术

通过异丁烯与少量其他多烯烃单体进行正离子(共)聚合，可以得到异丁烯基聚合物。由于异丁烯结构单元中同一碳上两个取代甲基的存在，产生低的扩散系数和气体渗透性，具有优异的气密性和水密性，并且异丁烯基聚合物自身具有优良的低温性能，在轮胎、密封材料、绝缘材料及医用瓶塞等方面具有广泛的应用，参见：武冠英，吴一弦，《控制阳离子聚合及其应用》，北京化学工业出版社，2005，341-356。聚异丁烯或丁基橡胶具有非极性特征，导致其与金属或橡胶的粘合性差，需要对丁基橡胶进行改性。以卤化改性丁基橡胶为例，丁基橡胶通过卤化反应后，除保留丁基橡胶的气密性和水密性、减震、耐臭氧、耐化学介质及低温性能外，还可提高丁基橡胶极性和硫化速率，改善与天然橡胶、丁苯橡胶的相容性及粘合性能，参见专利CN201110266048。但是，卤化丁基橡胶硫化后形成化学键交联，致使硫化后的丁基橡胶不可重复加工，难以实现其回收再利用。

热塑性弹性体是一类高温下像塑料一样加工而常温下为弹性体的材料，通过分子间作用力形成物理交联点或交联区域，物理交联随温度的变化呈可逆变化，使热塑性弹性体具有重复加工和回收再利用的特性，被誉为绿色橡胶。为弥补普通硫化丁基橡胶无法进行重复加工应用的缺陷，通过对异丁烯基聚合物的改性，在分子链间形成可逆交联，从而既能保持传统硫化橡胶物性，又能进行可塑性重复加工应用。现有技术中，通过将含环戊二烯(CPD)基的有机铝化物[(CH₃)₂AlCPD]与氯化丁基橡胶进行反应，制得带有CPD侧基的氯化丁基橡胶，具有热可逆转化行为，参见Kennedy J P,Castncr K F.Thermally reversiblepolymer systems by cyclopentadienylation.Ⅱ.The synthesis of cyclopentadiene-containing polymer，Journal of Polymer Science，Polymer Chemistry Edition,1979,17(7):2055-2070；利用环戊二烯在常温下自动二聚成双环戊二烯(DCPD)和在高温下DCPD又可解聚成环戊二烯的可逆Diels-Alder反应，将CPD或DCPD的衍生物引入异丁烯基聚合物中，通过动态共价键形成可逆交联结构，生成热塑性弹性体，参见Wagener K B,Engle L P，Thermally reversible polymer linkages covalently cross-linked poly(azlactone)，Macromolecules，1991,24(26):6809-6815。