具有可逆交联功能的乙丙橡胶的设计与合成

摘要

乙烯/丙烯共聚物（乙丙橡胶）是合成橡胶的重要品种，交联结构能够赋予乙丙橡胶更加优异的物理和化学性能。目前乙丙橡胶的交联方式大多为硫化交联，但是硫化交联的不可逆性却给材料带来了回收和再利用的难题。本文通过设计含有呋喃官能团的功能性烯烃单体（8-呋喃基-1-辛烯），使其在广泛使用的商品化Ziegler-Natta催化剂的催化下，与乙烯/丙烯进行三元共聚合，直接在反应釜中合成侧基含有呋喃基团的乙丙橡胶，可直接与双马来酰亚胺小分子发生热致可逆的Diels-Alder反应，从而实现了乙丙橡胶的可逆交联，得到的结论如下： （1） 通过调节聚合反应条件，能够直接调控共聚物组成、呋喃基团含量、聚合物分子量等结构参数，为研究可逆交联定制结构明确且可调变的乙丙橡胶聚合物模块。1H-NMR表明，随着第三单体起始加入量的增大，第三单体插入率逐渐提高。 （2）通过调节呋喃侧基含量与双马来酰亚胺与呋喃侧基的比例，可以调节交联乙丙橡胶的交联密度。变温红外结果表明，在高于110℃时发生解交联反应，在低于85℃ 时发生交联反应；DMA测试结果表明，其力学强度与未交联的乙丙橡胶相比可以耐受更高的温度，并且在降温过程中其力学强度因D-A反应引起材料交联而得以完全回复；拉伸测试结果表明，与未交联乙丙橡胶相比，交联乙丙橡胶的杨氏模量增大，断裂伸长率减小。 （3）将可逆交联乙丙橡胶用于材料局部裂纹修复，并对比完好样品与修复样品的拉伸性能，结果表明通过对裂纹的局部处理即可实现对材料的修复，并使材料性能一定程度恢复，为可逆交联的实际应用提供了一种思路。

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