基于金属配位键的自修复、可重塑聚丁二烯橡胶的合成及性能

摘要

橡胶材料通常因经过硫化及补强等工艺处理而呈现出热固性,因而难以被回收处理,容易造成严重的资源浪费和环境污染.本文通过在聚丁二烯上修饰羧酸基团,再加入锌离子(Zn2+)与羧酸配位,制备了基于金属配位键交联的自修复橡胶(PB-COOH/Zn2+).该橡胶具有良好的机械性能和优秀的自修复及重塑性能,在70℃下修复3 h,其韧性可以恢复到初始强度,修复效率可达100％.PB-COOH/Zn2+较高的聚合物链段运动能力及配位键交联网络良好的动态性不仅赋予其优异的修复性能,还使得其在较温和的条件下可以进行多次重塑,在70℃及5 MPa的条件下重塑3次仍能保持原有的机械性能.此外,通过在PB-COOH/Zn2+中掺杂适量的碳纳米管,不仅增强了其机械性能,还使其具备了电致修复及传感能力,扩宽了PB-COOH/Zn2+作为环境友好型材料的应用前景.