[发明专利]一种改性聚异戊二烯橡胶及其制备方法

说明书

本发明属于橡胶技术领域，涉及一种利用端基非共价作用增强的改性聚异戊二烯橡胶及其制备方法。本发明提供一种改性聚异戊二烯橡胶，所述改性聚异戊二烯橡胶是将含极性基团或含功能基团的聚异戊二烯与第二物质共混均匀然后硫化制得，所述第二物质为能够与所述含极性基团或功能基团的聚异戊二烯中的极性基团或功能基团产生非共价作用的物质。本发明在含极性基团或含功能基团的聚异戊二烯中引入能与极性基团或功能基团产生非共价作用的物质，本发明首次指出不同端基的非共价作用具有协同效应，使得改性橡胶的断裂拉伸强度、断裂伸长率性、耐疲劳性能以及应变诱导结晶度均有大幅度的提升。本发明为聚异戊二烯橡胶改性提供了新思路。

技术领域

本发明属于橡胶技术领域，尤其涉及一种利用端基非共价作用增强的改性聚异戊二烯橡胶及其制备方法。

背景技术

天然橡胶(N R)是一种重要的战略物质资源，具有十分优异的性能，如较高的拉伸强度，较好的抗撕裂性能，较好的生胶形状保持性能等。与N R相比，合成聚异戊二烯橡胶(PI)的分子链结构及相对分子质量可以和NR的橡胶烃媲美，但现有技术公开的合成橡胶在综合性能上仍然不如NR。

本发明申请人长期致力于聚异戊二烯橡胶的改性研究，目前尚未发现有与天然橡胶力学性能、抗撕裂性能、耐疲劳性能和加工性能相当甚至更优的聚异戊二烯橡胶的相关报道。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种改性聚异戊二烯橡胶，即在功能化聚异戊二烯中引入能够与其功能基团产生非共价作用的第二物质，发现该非共价作用具有协同作用，使得改性后的聚异戊二烯橡胶的机械性能、耐疲劳性能和应变诱导结晶较现有的天然硫化橡胶相当或更加优异，提供了一种硫化天然橡胶的可替代物。

本发明的技术方案：

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种改性聚异戊二烯橡胶，所述改性聚异戊二烯橡胶是将含极性基团或含功能基团的聚异戊二烯与第二物质共混均匀然后硫化制得，其中，所述第二物质为能够与所述含极性基团或功能基团的聚异戊二烯中的极性基团或功能基团产生非共价作用的物质。本发明中，含极性基团或功能基团的聚异戊二烯与第二物质以任意比例共混。

进一步，所述含有极性基团的聚异戊二烯选自下述物质中的至少一种：

其中，D为-OH、-COOH或-NH₂，E为0～20个碳原子的烷基链或者环状结构；10≤x≤10000，5≤y≤20，5≤m≤20，100≤n≤10000，5≤l≤20。优选的，100≤x≤1000，10≤y≤15，10≤m≤15，100≤n≤1000。

进一步，当选用含有极性基团的聚异戊二烯时，所述第二物质为卵磷脂、脑磷脂、磷脂酸、心磷脂、鞘磷脂、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇、铜胜肽、乙酰基六肽-3、棕榈酰五肽-3、乙酰四肽-5、酰基四肽-9、胆固醇肽、丙氨酸多肽类(nAla-OCH₂Ph)、甘氨酸多肽类(nGly-OCH₂Ph)、丙氨酸-甘氨酸多肽类((Ala/Gly)_n-OCH₂Ph)，其中1≤n≤20，优选4≤n≤10。

进一步，含极性基团的聚异戊二烯与第二物质的比例为：含极性基团的聚异戊二烯100重量份，第二物质0.2～5重量份，优选0.5～3重量份。

进一步，所述含功能基团的聚异戊二烯采用下述方法一制得：将极性聚异戊二烯溶于反应溶剂中，在催化剂和活化剂的作用下，极性聚异戊二烯的极性末端与功能化合物发生接枝反应，得到了含功能基团的聚异戊二烯；其中，所述功能化合物选自下述物质中的至少一种：