[发明专利]一种基于二硫缩醛交换反应制备可重复加工橡胶的方法

说明书

本发明属于橡胶技术领域，公开了一种基于二硫缩醛交换反应制备可重复加工橡胶的方法，首先制备含二硫缩醛键交联剂，然后将含环氧基的二烯烃橡胶、含二硫缩醛键交联剂、促进剂、填料密炼或开炼5~20 min得到混炼胶，将混炼胶静置12~48h后按正硫化时间进行硫化，即得到二硫缩醛键交联橡胶。本发明用于通过二硫缩醛交换反应制备可重复加工橡胶，利用二硫缩醛键的交换反应使得交联二烯烃橡胶在无催化剂条件下可重复加工，方法步骤简单，可操作性强。

技术领域

本发明属于橡胶技术领域，具体涉及一种基于二硫缩醛交换反应制备可重复加工橡胶的方法。

背景技术

橡胶共价键交联是获得高弹性、优异机械性能和良好环境稳定性的前提，但共价键交联导致橡胶难以重复加工再利用。由于橡胶资源的匮乏和环境保护意识加强，交联橡胶材料的回收再加工受到全世界研究者的关注。

将动态共价键引入到交联聚合物网络中可望赋予热固性聚合物再加工能力。动态共价键在外界刺激下(光、热、pH、化学刺激)发生可逆断裂-重构，使得交联网络进行重排，从而赋予其可塑性。目前，硼酸酯交换、二硫交换、烯烃易位和DA反应等动态共价键交换反应已被用于制备动态共价键网络。但之前报道的相关研究存在以下问题：动态共价键网络的合成一般由功能小分子经多步聚合制备，合成过程复杂，力学性能差；很多动态共价键需要加入催化剂才具有动态性，催化剂的加入存在泄漏和失效等问题；无需催化剂的动态共价键如硼酸酯键等大都具有很高的动态性，制备的交联聚合物尺寸稳定性和低温抗蠕变性差。

本发明基于二硫缩醛交换反应用于制备可重复加工橡胶材料，基于二硫缩醛键的交换反应，使得交联二烯烃橡胶在无催化剂条件下可重复加工，且具有低温抗蠕变性。这种具有可重复加工特性的橡胶材料对橡胶的可持续发展具有重要的理论意义和现实意义。

发明内容

本发明的目的，是要提供一种基于二硫缩醛交换反应制备可重复加工橡胶的方法，利用二硫缩醛键的交换反应使得交联二烯烃橡胶在无催化剂条件下可重复加工，方法步骤简单，可操作性强。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

一种基于二硫缩醛交换反应制备可重复加工橡胶的方法，包括以下步骤：

S1、含二硫缩醛键交联剂的制备

将含醛基化合物与巯基脂肪酸化合物在25～80℃下反应5～50min，反应结束后，得到产物A，冷却，加入石油醚，过滤后溶解于三氯甲烷中，搅拌均匀，加入石油醚，重结晶得到含二硫缩醛键交联剂；

S2、二硫缩醛键交联橡胶的制备

将含环氧基的二烯烃橡胶、含二硫缩醛键交联剂、促进剂、填料密炼或开炼5～20min得到混炼胶，将混炼胶静置12～48h后按正硫化时间进行硫化，即得到二硫缩醛键交联橡胶。

其中，步骤S2中的含环氧基的二烯烃橡胶按照以下方法制备：

将二烯烃橡胶溶于有机溶剂中，得到橡胶溶液；将间氯过氧苯甲酸溶于四氢呋喃后滴加至橡胶溶液中，进行氧化改性反应，反应结束后，得到产物B；在产物B中加入碳酸氢钠的水溶液洗涤分离出有机相，然后放入甲醇中进行共沉淀，将得到的沉淀物在干燥，得到含环氧基的二烯烃橡胶；

或：将二烯烃橡胶溶于有机溶剂中，得到橡胶溶液；将甲酸滴加至橡胶溶液中，搅拌均匀后，滴加过氧化氢水溶液，进行氧化改性反应，反应结束后，加入氢氧化钠的水溶液洗涤分离出有机相，然后放入甲醇中进行共沉淀，将得到的沉淀物干燥，获得含环氧基的二烯烃橡胶。

作为限定，步骤S1中，含醛基化合物通式为：

R₁-CHO或OHC-R₁-CHO；