[发明专利]一种利用转氨基作用制备可再加工交联弹性体的方法

说明书

本发明属于功能材料技术领域，具体为一种利用转氨基作用制备可再加工交联弹性体的方法。本发明发生基于转氨基作用的动态交换反应使交联后的弹性体具备可再加工性：首先通过巯基‑烯“点击”化学改性方法，利用巯基与不饱和弹性体中双键的反应引入羟基；然后将所引入的羟基进一步改性成为乙酰乙酰基团；最后加入多胺基化合物作为交联剂形成化学交联网络结构。由于胺基与乙酰乙酰基反应生成的间乙烯氨基甲酸酯键可以在一定条件下进行转氨基，所以制备的交联弹性体具有可再加工性能。这在弹性体的回收再利用过程中具有很好的实用价值。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种利用转氨基作用制备可再加工交联弹性体的方法。

背景技术

高分子材料可根据其热响应行为大致分为热固性和热塑性材料两种。热固性材料具有尺寸稳定性、耐溶剂性、机械性能优异等优点，然而由于化学交联键的存在而导致的不可再加工性使得材料在使用寿命结束时不能循环利用，这不仅降低了经济效益，也污染了环境。尽管热塑性材料可以进行再加工，但是其力学性能往往不能满足更高的使用要求。

橡胶(弹性体)一般需要进行硫化操作才能满足使用要求，其不可再加工性导致大量的橡胶被浪费。目前对废弃橡胶的处理方式一般可分为三种：1，以小剂量作为添加剂或改性剂加入到其他基体中；2，焚烧产生热能；3，掩埋。尽管前两种方式都在一定程度上对废弃橡胶实现了再利用，但都不充分。因此，如何使橡胶可以回收再利用显得尤为重要。

发明内容

为实现交联橡胶具备可再加工性能的目的，本发明的目的在于提供一种用动态的化学交联键替代传统硫化产生的交联键制备出的可再加工的交联弹性体的制备方法，本发明制备方法简单高效，制备得到的的交联弹性体既能满足橡胶在性能上的使用要求，同时也可以再加工。

本发明的技术方案具体介绍如下。

本发明提供一种利用转氨基作用(transamination)制备可再加工交联弹性体的方法，关于转氨基作用的描述可参考文献(Nat.Commun.2017,8,14857；Adv.Funct.Mater.2015,25(16),2451-2457.)，指不同分子间可以通过氨基的交换作用实现动态的化学反应。本发明所述可再加工交联弹性体的化学交联点为间乙烯氨基甲酸酯键；具体步骤如下：

(1)对不饱和弹性体进行化学改性，使其含有羟基官能团；

(2)将含有羟基官能团的不饱和弹性体中的羟基进一步改性为乙酰乙酰基团；

(3)将含有乙酰乙酰基团的不饱和弹性体和多胺基化合物发生反应形成动态间乙烯氨基甲酸酯键，得到可再加工交联弹性体；

(4)步骤(3)中的交联弹性体热压重塑发生转氨基作用，实现交联弹性体的再加工。

本发明中，步骤(1)中，不饱和弹性体选自顺丁橡胶PB、丁苯橡胶SBR、丁腈橡胶NBR、天然橡胶NR、聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯SBS或聚苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯SIS中的任一种。

本发明中，步骤(1)中，通过巯基-烯“点击”反应对不饱和弹性体进行化学改性，改性剂为含有单巯基和羟基的小分子化合物。

本发明中，步骤(2)中，改性剂选自巯基乙醇、巯基丙醇或巯基甘油中的任一种。

本发明中，步骤(2)中，改性时，将羟基和乙酰乙酸叔丁酯或者二乙烯酮反应。

本发明中，步骤(2)中，可再加工交联弹性体中，乙酰乙酰基的摩尔含量相对于改性前双键为8％-14％。

本发明中，步骤(3)中，多胺基化合物选自乙二胺、辛二胺、对苯二甲胺或1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷中的任一种。