弹性材料制造技术

本发明专利技术涉及具有橡胶状弹性和包括分子质量在９和９０００ｇ／ｍｏｌ之间的分子的材料，这些分子中的全部或一些具有至少三个基团（也称为“缔合基团”），该缔合基团通过非共价相互作用来缔合。包括非聚合和非化学交联的小分子的本发明专利技术材料具有橡胶弹性性能。在本发明专利技术的一个实施方案中，该材料在环境温度下具有橡胶弹性。高于某一温度，该材料象简单液体一样流动。该材料是热致可逆的，即具有橡胶状弹性的材料能够再一次通过冷却来获得。另外，本发明专利技术包括潜在地可再利用的可自愈合材料，这与化学交联的弹性体完全不同。根据本发明专利技术的一个实施方案，构成本发明专利技术材料的分子含有式（１）的缔合基团，其中Ａ表示氧，硫或ＮＨ，凭此在式（１）上的碳原子能够被取代。Ａ优选地表示氧。有利地，该材料包括（ｉ）具有至少３个缔合基团的分子，和（ｉｉ）具有单个缔合基团的分子。另外，该分子优选地是从脂肪酸衍生物获得的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利说明弹性材料 本专利技术涉及显示出橡胶弹性的性能的弹性材料。更确切地说，这些材料由利用非共价键或物理键(例如氢键)连接的分子组成。这些材料具有十分类似橡胶的那些性能的一些性能。与普通的弹性体不同，本专利技术的材料在高于某一温度时会变成流体，这在使用和再利用这些材料的步骤中是有利的。根据定义，弹性体应该能同时在非常长的时间中表现出尺寸稳定性，在相当大的变形(100-600％的伸长率)之后恢复其初始形状。橡胶弹性性能也通过在能引起变形的应力的松弛后引起的剩余变形来评价。这些材料用于制造密封性接头，绝热材料，隔音材料，轮胎，电缆，外壳，鞋底，包装材料，涂料(漆，化妆产品，膜)，弹性夹圈，真空管，运输管和运输柔性软管，流变添加剂(例如化妆品)，流体，或作为在粘合剂中和在热熔性胶水中的添加剂。 该术语“橡胶弹性”可以理解为材料在使用温度下经受20％的单轴向变形达到15分钟的时间，以低于其初始尺寸的5％的剩余变形恢复到它的初始尺寸，即，保持在使用温度下，在变形之前初始长度L0的材料在单轴向应力下发生变形到长度Ld达到15分钟，使得(Ld-L0)/L0大于或等于0.2，然后恢复到长度Lf，在应力的松弛之后该材料的最终长度，使得(Lf-L0)/L0低于0.05，有利地(Ld-L0)/L0大于或等于0，8，优选地，(Ld-L0)/L0大于或等于1。橡胶弹性原则上是聚合物体系的特有性能。通常，它既不在无机材料中(玻璃，金属，氧化物，离子固体，等等)又不在分子材料中表现出来，不论它们是否是晶体或无定形的。传统的弹性体如SBR(充油丁苯橡胶)或NBR(腈基丁二烯橡胶)是从分子(单体)利用共价键彼此连接所形成键而产生的聚合物。这些聚合物也可以是交联的。由这些弹性体组成的物体具有明确的形状，不同于由热塑性聚合物组成的物体。因此，由聚酰胺6(热塑性聚合物)制成的物体是通过PA 6的模塑或注塑而生产的，它在高于210℃的温度是液体，然后通过冷却获得该物体。加热该物体到210℃以上，它变成PA 6液体，并且这一PA 6液体能够再次模塑或注塑，等等。同样，同样存在热塑性弹性体，例如聚醚嵌段酰胺或EPRs(乙烯丙烯橡胶的缩写)。这些聚合物按照与PA 6(它们高于某温度时是液体和低于该温度时是固体)相同的方式转变，并且所获得的物体具有弹性性能，但它们不具有确定的形状，如由交联的弹性体组成的物体。 然而，交联的或非交联的弹性体，热塑性弹性体和热塑性聚合物全部由分子(单体)通过共价键彼此连接成键所产生，它们被称作大分子；这些大分子具有至少10000g/mol的分子量。 现在找到一种材料具有弹性特性而且是通过非共价键例如氢键连接的分子单元组成。与普通的弹性体相反，它在高于某温度时变成流体，这在应用和再利用这些材料的步骤中是有利的。应当理解，在本专利技术的说明书中使用的词“分子”在这里相对于词“大分子”；它是指分子质量低于9000g/mol，且典型地在约500到1500g/mol的化合物。 现有技术早已描述了超分子的聚合物。因此，专利申请WO 03059964描述了包括利用氢键连接的单元的超分子聚合物，这些单元是单体或是包括选自以下官能团(1)和(3)中的至少一种官能团和选自以下官能团(1)到(5)中的第二种官能团的前聚体 其中A表示氧，硫或NH，和X表示任一单元；在超分子聚合物中的氢键是在选自官能团(1)至(5)中的相同或不同的两种官能团之间存在。 本专利技术的聚合物能够单独使用，即以基本上由这些聚合物和任选地有稳定剂或抗氧化剂组成的组合物形式，或以它们与其它聚合物或其它产品的混合物形式。在现有技术中，弹性体既没有被描述，也没有被建议。在现有技术的实施例5中，从Crayamid 115生产出TOFA类型的酸(妥尔油脂肪酸的英国-瑞典语缩写，或从松树获得的脂肪酸)的二聚物和三亚乙基四胺(TETA)的缩合反应生产的聚酰胺基胺( ～2000-4000g/mol)。随后，通过与尿素反应，获得了具有两个咪唑啉酮官能团的产物。正如在专利申请WO 03/059964中所说明，在所使用的酸二聚物中痕量的酸三聚物的存在能够导致含有三个咪唑啉酮基团的分子的形成。然而，由于有效地存在于所使用的酸二聚物中的少量三聚物和由于在所使用的TETA中有杂质(它的工业级典型地具有60％的纯度)存在的事实，聚酰胺基胺如Crayamid 115与尿素的反应不能产生大量的富有三个咪唑啉酮基团的分子。在这一文件中描述的分子不能使材料显示出橡胶弹性。 本专利技术的主题是包含分子量为9-9000g/mol的至少一种分子的材料，该分子包括至少三个缔合性官能团，各缔合性官能团包括至少一种能够形成物理键的官能团，该材料表现出在使用温度下所测量的橡胶弹性，该橡胶弹性是由以下事实来定义，在该材料在单轴向应力作用下从初长度L0变形到长度Ld15分钟使得(Ld-L0)/L0大于或等于0.2后，该材料在单轴向应力的松弛之后恢复到长度Lf使得(Lf-L0)/L0小于或等于0.05，其中L0是材料的初长度，Ld是在单轴向应力下变形材料的长度，和Lf是在单轴向应力的松弛后该材料的最终长度。作为物理键，举例而言，如π键，离子键，范德华键，金属-配位体配价键，和氢键。 根据一个实施方案，该材料包括分子量为9-9000g/mol的至少一种分子，该分子包括至少三个缔合性官能团，各缔合性官能团包括能够形成两个物理键的至少一种官能团。 根据一个实施方案，该材料包括分子量为9-9000g/mol的至少一种分子，该分子包括至少三个缔合性官能团，各缔合性官能团包括能够形成三个物理键的至少一种官能团。 根据一个实施方案，该材料包括分子量为9-9000g/mol的至少一种分子，该分子包括至少三个缔合性官能团，各缔合性官能团包括能够形成四个物理键的至少一种官能团。 根据一个实施方案，该材料特征在于(Ld-L0)/L0大于或等于0.8。 根据一个实施方案，该材料特征在于(Ld-L0)/L0大于或等于1。 根据一个实施方案，该材料特征在于能够形成物理键的分子是从三元酸形成的或从包括二元酸和三元酸的混合物形成的，这些二元酸或三元酸含有至少5个碳原子。 根据一个实施方案，该材料特征在于能够形成物理键的分子是植物来源的。 根据一个实施方案，该材料特征在于能够形成物理键的分子是含有12-100个碳原子的分子。 根据一个实施方案，该材料特征在于能够形成物理键的分子是含有24-90个碳原子的分子。 根据一个实施方案，该材料体现特征于能够形成物理键的分子是二聚物或三聚物。 根据一个实施方案，该材料特征在于这些分子单元通过非共价键来连接的含有以下通式(1)的缔合基团 其中A表示氧，硫或NH，和在通式(1)上的碳原子能够被取代。 根据一个实施方案，A表示氧。 根据一个实施方案，该材料包括(i)具有至少3个缔合基团的分子，和(ii)具有单个缔合基团的分子。 根据一个实施方案，在属于具有至少三个缔合基团/每分子的分子的缔合基团的数量与包含至少三个缔合基团的分子的总数翻倍之间的差异是大于包括单个缔合基团的分子的数量的80％，其中“缔合(性)”指能够利用物理键来缔合。 根据一个实施方案，这差异是大本文档来自技高网...

【技术保护点】
包括分子质量为９－９０００ｇ／ｍｏｌ的至少一种分子的材料，该分子包括至少三个缔合性官能团，各缔合性官能团包括能够形成物理键的至少一种官能团，该材料具有在使用温度下测量的橡胶弹性，该橡胶弹性是由以下事实来定义，即在该材料在单轴向应力下从初长度Ｌ↓［０］变形到长度Ｌ↓［ｄ］达到１５分钟使得（Ｌ↓［ｄ］－Ｌ↓［０］）／Ｌ↓［０］大于或等于０．２，该材料在单轴向应力的松弛之后恢复到长度Ｌ↓［ｆ］使得（Ｌ↓［ｆ］－Ｌ↓［０］）／Ｌ↓［０］小于或等于０．０５，其中Ｌ↓［０］是材料的初长度，Ｌ↓［ｄ］是在单轴向应力下变形材料的长度，和Ｌ↓［ｆ］是在单轴向应力的松弛后该材料的最终长度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F托尔尼尔哈克，L莱不勒，P科迪尔，C索利兹阿科维克，
申请(专利权)人：阿肯马法国公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]