[发明专利]一种基于氨基酸改性的仿生橡胶及其在制备航空轮胎胎面橡胶中的应用

说明书

本申请提供了一种改性氨基酸及其在制备仿生橡胶中的应用，其中包括一种航空轮胎胎面仿生橡胶的制备方法，所述改性氨基酸由烷基铝与氨基酸原料在无水无氧条件下经反应制得；所述氨基酸原料选自D‑丙氨酸、Boc‑D‑酪氨酸、N‑苄氧羰基‑DL‑亮氨酸、缬氨酸、L‑赖氨酸和DL‑脯氨酸中的一种或多种；所述烷基铝为三烷基铝、氢化烷基铝或卤代烷基铝。本申请提供的改性氨基酸加到稀土异戊橡胶反应体系中，所制备的仿生橡胶具有高强度、低生热的性能，利于应用。

技术领域

本申请涉及橡胶材料技术领域，更具体地说，涉及一种改性氨基酸及其在制备仿生橡胶中的应用，其中包括一种航空轮胎胎面仿生橡胶的制备方法。

背景技术

天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子弹性体，其成分中91％～94％是聚异戊二烯，其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质；天然橡胶是制备航空轮胎的必用胶种。由于我国纬度和气候等原因，难以生产出用于制备航空轮胎所需的天然橡胶，所需天然橡胶目前完全依赖进口；并且，我国在颠覆性高端橡胶材料研制领域相对落后。因此，急需开发具备高抗冲击强度、低生热等优异性能的橡胶材料来替代航空轮胎用天然橡胶。

在合成聚合物弹性体材料中，稀土异戊橡胶被称为“合成天然橡胶”，它的分子结构、物理性能与天然橡胶最为相似，是目前唯一有希望替代高性能天然橡胶的橡胶品种。如何进一步改进稀土异戊橡胶的强度等性能以用于制备航空轮胎，这对于天然橡胶资源严重匮乏的我国具有重要的战略意义。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种改性氨基酸及其在制备航空轮胎胎面仿生橡胶中的应用，本申请提供的改性氨基酸加到稀土异戊橡胶反应体系中，所制备的仿生橡胶具有高强度、低生热的性能，利于应用。

本发明提供一种改性氨基酸，其由烷基铝与氨基酸原料在无水无氧条件下经反应制得；所述氨基酸原料选自D-丙氨酸、Boc-D-酪氨酸、N-苄氧羰基-DL-亮氨酸、缬氨酸和DL-脯氨酸中的一种或多种；

所述烷基铝为三烷基铝、氢化烷基铝或卤代烷基铝。

与合成橡胶相比，天然橡胶之所以具有优异的力学性能，其原因主要在于天然胶乳中含有质量分数约5％的非胶组分(蛋白质、磷脂及多糖等生物大分子)；这些非胶组分可通过氢键或配位形成的自组装聚集使橡胶分子形成交联点，从而促进天然橡胶分支结构和网络结构的形成，使其性能优于合成橡胶。

为了实现本发明提供一种航空轮胎胎面用仿生橡胶的目的，本发明首先提供了一种烷基铝改性的氨基酸物质，将其原位加到稀土异戊橡胶的反应体系中，可使提供的仿生橡胶具有高强度、低生热的优异性能。

本发明所述改性氨基酸的制备原料包括烷基铝，其为三烷基铝、氢化烷基铝或卤代烷基铝，烷基与金属铝直接结合形成金属铝有机物。其中，氢化烷基铝也称烷基氢化铝；卤代烷基铝主要是氯(Cl)的取代。在本发明的具体实施例中，所涉及的烷基铝为三异丁基铝Al(i-Bu)₃、氢化二异丁基铝Al(i-Bu)₂H、二乙基氢化铝AlEt₂H、三辛基铝Al(oct)₃、三乙基铝AlEt₃、一氯二异丁基铝Al(i-Bu)₂Cl、一氯二乙基铝AlEt₂Cl或倍半乙基铝Al₂Et₃Cl₃。