[发明专利]一种增强型三元乙丙橡胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种增强型三元乙丙橡胶及其制备方法。所述增强型三元乙丙橡胶由表面活性剂、纳米晶纤维素和三元乙丙橡胶复合而成。首先通过水热法利用硬脂酸钠/甜菜碱/吐温‑80中的一种对纳米晶纤维素进行表面改性，再采用溶胶凝胶法，制备改性纳米晶纤维素增强的三元乙丙橡胶复合材料。本发明制备的改性纳米晶纤维素对三元乙丙橡胶基体有很好的增强、增韧作用，拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率、抗老化能力等性能都有一定地提高。

技术领域

本发明涉及一种增强型三元乙丙橡胶及其制备方法，属于橡胶材料技术领域。

背景技术

在橡胶领域中，橡胶的增强和增韧难以同时满足。填料增强橡胶的机理可以用“结合胶”理论进行解释：“结合胶”为填料粒子表面吸附的橡胶，“结合胶”含量越多，橡胶的强度越大。传统的橡胶增强填料(如炭黑等)能够很好地在橡胶中分散且对橡胶的吸附能力强，因而增强性能优异。但炭黑为不可再生资源，且在加工过程中用量大(约占橡胶用量的50％)、粉尘污染严重，寻找可替代增强填料十分必要。

纳米晶纤维素(Nanocrystalline Cellulose，简称NCC)增强天然橡胶的研究进展显示，300％定伸应力、拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度等力学性能都得到了一定程度的提高。但由于NCC颗粒的表面羟基十分丰富，亲水性强而与橡胶的相容性差，在与橡胶混炼过程中粒子之间极易通过氢键作用团聚。如何通过一些简易的化学改性方法对NCC进行表面修饰，提高NCC的再分散性，越来越引起人们的关注。

专利文献CN108084445A公开了一种聚丙烯酸表面接枝改性纳米纤维素的制备方法，包括以下步骤：(1)称取原料；(2)利用步骤1中称取的4,4’-偶氮(4-氰基戊酸)(V501)、S-苯甲基S’-三甲氧基硅基丙基三硫代碳酸酯(BTPT)、丙烯酸及反应用溶剂制备聚丙烯酸；采用正己烷对得到的聚丙烯酸进行提纯，再进行干燥处理，得到纯聚丙烯酸；(3)经步骤2后，按质量比为1：1～5：100分别称取纳米纤维素、步骤2中制备得到的聚丙烯酸、质量分数为95％乙醇；(4)将步骤3中称取的纳米纤维素、聚丙烯酸、乙醇混合，经反应后得到聚丙烯酸改性纳米纤维素分散液；将聚丙烯酸改性纳米纤维素分散液进行离心处理得到聚丙烯酸改性纳米纤维素；将聚丙烯酸改性纳米纤维素采用无水乙醇洗涤后烘干，得到聚丙烯酸改性的纳米纤维素。该发明提到的聚丙烯酸改性纳米纤维素的方法中，采用丙烯酸作为单体，利用含硅氧烷官能团的RAFT试剂，采用可逆加成-断裂解链转移聚合法(RAFT)，合成聚丙烯酸并将其作为一种改性剂用于纳米纤维素的表面改性。将聚丙烯酸通过其末端含有的硅氧烷官能团与纳米纤维素上的羟基反应，将聚丙烯酸接枝到纳米纤维素，对其表面进行改性，有效提高了其在水中的分散性。