一种生物基新橡胶材料杜仲-三叶橡胶制造技术

一种生物基新橡胶材料杜仲‑三叶橡胶，该材料是将杜仲胶按照一定的质量配比加入到三叶胶里，两者以聚合物分子相互融合而成的生物基新橡胶材料；按照新材料中杜仲胶质量配比的不同，分为8个档次，每一档杜仲胶质量含量相差5％。杜仲‑三叶橡胶为两者的融合，集中了两者的优点，具有黏性、弹性和分子量高的特点。补足了目前天然橡胶的缺陷，二者融合形成互补的杜仲‑三叶橡胶是真正的自然界原本的天然橡胶，因为顺式结构的三叶胶和反式结构的杜仲胶的融合体是化学意义上分子的完整体。二者融合形成的新天然橡胶材料具有更完全的橡胶的重要特性，杜仲‑三叶新天然橡胶的性质达到一个更高更完善的性质和更广阔的应用新范围。

A new bio based rubber material: Eucommia ulmoides and Trifolium rubber

A new bio-based rubber material, Eucommia ulmoides trifoliate rubber, is a new bio-based rubber material, which is made up of Eucommia ulmoides gum and trifoliate gum in a certain mass ratio, and the two are fused by polymer molecules. According to the different mass ratio of Eucommia ulmoides gum in the new material, it is divided into eight grades, each grade contains Eucommia ulmoides gum. The difference is 5%. Eucommia ulmoides trifoliate rubber (Eucommia ulmoides Oliv.) is a combination of the two, which has the advantages of high viscosity, elasticity and molecular weight. Complementing the shortcomings of natural rubber, Eucommia ulmoides Trifoliate Rubber (Eucommia ulmoides) and Eucommia ulmoides Trifoliate Rubber (Eucommia ulmoides) are natural rubber, because the fusion of cis-structured trifoliate Rubber and trans-structured Eucommia ulmoides Rubber (Eucommia ulmoides) is a chemical The new natural rubber materials formed by the fusion of the two have more important properties of complete rubber, and the properties of Eucommia ulmoides trifoliate new natural rubber have reached a higher and more perfect properties and a wider range of applications.

【技术实现步骤摘要】
一种生物基新橡胶材料杜仲-三叶橡胶
本专利技术涉及橡胶及其衍生物的组合物，具体来说，涉及杜仲胶--三叶胶结合的天然橡胶。技术背景杜仲胶(EucommiaulmoidesGum，简称EUgum)是具有橡塑二重性的优异高分子材料，广义上来讲，分为天然杜仲橡胶与合成杜仲橡胶两类。两者与产于三叶橡胶树的天然橡胶化学成份相同，但分子结构不同，杜仲胶为反式聚异戊二烯，天然橡胶则为顺式聚异戊二烯。杜仲胶具有分子量高，但无黏性和弹性低的特点。三叶橡胶，又称巴西橡胶。一种天然橡胶。由巴西三叶橡胶树(Heveabrasiliensis)的胶乳提制，是天然橡胶的主要来源。天然橡胶乳液(NRL)是一种生物合成的天然水基型（含水44%～70%）聚合物胶体分散溶液，以顺式聚1.4-异戊二烯有机烃为主，并含有十几种有机生物物质，这些非胶物质为：蛋白质、类脂物、丙酮溶物、水溶物、无机盐等组分。胶乳中的生胶含量较高，约35%～45%。由栽培橡胶树所得的橡胶质地优良，一般橡胶烃在90%以上，水分在1%以下，树脂3%左右，蛋白质2%-4%，灰分0.5%左右。三叶橡胶具有：高黏性、高弹性，分子量不够高的特点。但仅以单一三叶橡胶称其为天然橡胶不完整且不能准确地、充分地反映自然界生物基橡胶资源的真实性质和物理、化学特性，使橡胶的应用过于狭隘和偏颇。从化学观点出发，聚异戊二烯橡胶化合物应该是顺式和反式1,4-聚异戊二烯两种化学结构橡胶的总和，其化学和物理性质是两者共存时的表现。杜仲胶和三叶胶构象结构的线性分子比较示意如下：1,4-聚异戊烯三叶胶聚合物分子链（顺式1,4-聚异戊烯）杜仲胶聚合物分子链（反式1,4-聚异戊烯）相同的化学分子构成的杜仲胶与三叶胶唯一区别在宏观表象上，宏观表象的最大区别在于两者的柔顺性差异。柔顺性是聚合物分子构象变化的条件，是高聚物与低聚物性能差异的主要原因。主链结构对聚合物柔顺性的影响取决于一级结构中碳碳相连的键长和键角。键长长、键角大则内旋转容易，柔顺性高。三叶胶分子中的键长和键角比杜仲胶分子中的键长和键角大，三叶橡胶树中、特别是树皮的韧皮部乳管中树汁水溶液环境给三叶胶分子提供了宽松的内旋转活动范围，内旋转自由度大，天生为高弹性橡胶；而杜仲胶是在韧皮部中狭小、包裹紧密的含胶细胞内的固定点位进行的连续聚合，为了尽可能多地聚合更多的异戊二烯分子，维持异戊二烯在杜仲植物中的生理代谢平衡浓度，维持和促进植物生长的正常代谢，杜仲胶聚合物在细胞中形成结构紧密、空间排列有序，频繁的重复结晶减小聚合物体积以充分地利用细胞空间，故而具有极高的聚合度，天生形成规整的低弹性硬质胶。三叶胶和杜仲胶二者都是异戊二烯(C5H8)单体通过植物聚合酶头尾链接聚合而成的天然高分子1,4-聚异戊二烯(C5H8)n。但是两者的侧基在内双键两侧排列的方式不同。在上述线性分子比较示意中，三叶胶聚合点位在双键的同一侧为顺式结构，低极性的甲基平均分散排列在链的两侧（见黑体甲基），相邻甲基空间位置较远，甲基相互间制约作用小，次价力小，旋转自由，聚合物易形成蜷曲态。而杜仲胶的聚合点位在双键的两侧为反式构型，甲基受迫排列在一侧不能平衡主链两侧的极性，单侧的分子次价力较大，低极性的甲基侧基对链的柔顺性存在阻碍，极性愈弱则非极性的主链分子相互间的作用力愈大，空间位阻造成单键的内旋转困难，柔顺性差。甲基在主链上排列的位置造成主链受侧基制约，键长和键角不同，内旋转的侧基次价力不同，其结构和弹性与聚丁二烯高分子的结构和弹性非常相似，凸显硬性橡胶性质。天然三叶胶湿黏性强，胶乳成膜性好，凝胶强度高，弹性大，蠕变小等。其高弹性源于橡胶分子链段的伸缩运动，由蜷曲分子的构象变化形成，外力拆除后立即恢复原状被称之为理想弹性体。三叶橡胶分子的伸缩运动阻力由两部分组成，一部分力为消耗在分子间的黏性阻力，另一部分则是引起分子链形变的弹性阻力，两种力合称为黏弹力。弹性和黏性是三叶橡胶最突出的特点，是杜仲胶不具备的。杜仲树在林业科学中被称为先锋树，具有较高的耐旱性，故而即使在生命活动旺盛的器官组织中观察不到过多的汁液，杜仲胶的聚合就是在无汁液的含胶细胞中生成的固态物质，细胞的狭小空间决定了橡胶分子聚合时的有序规整的排列、堆积致密、结构紧凑、结晶区频现、无蜷曲、无缠绕、无湿黏性。这些物性状态决定了杜仲胶是硬性固体橡胶，形变小、弹性低。天生固体杜仲胶丝彼此之间相互独立，平行生长、互不缠绕，人为转动纠结在一起，胶丝之间仍不会发生沾黏，拉伸和弯曲时相互间可以独立运动，分子之间低范德瓦尔斯力（vanderWaalsforce），杜仲胶丝间的运动相互不制约，不存在黏性。异戊二烯单体分子在含胶细胞中被杜仲植物偶联聚合酶聚合成链式长分子，充分利用细胞空间进行聚合代谢，使聚合物充盈整个细胞腔，而细胞随植物的生长不断延伸增长，聚合量随之增加，细胞的生长与杜仲胶聚合分子的增长是同步进行的。随着各器官的生长杜仲胶聚合分子不断地增大，其聚合度是自然界少有的大分子量高聚合物。中国专利数据库中，涉及杜仲橡胶复合材料的专利申请件有10多件，例如：ZL2011104139626号《一种杜仲橡胶与木质素复合材料的制备方法》、2012103338383号《一种天然杜仲橡胶增韧热塑性树脂的制备方法》、ZL2014105116663号《制备杜仲橡胶复合材料及形状记忆材料的方法》、2016107759464号《一种环氧化杜仲橡胶增韧聚乳酸的制备方法》等。迄今为止，尚无涉及杜仲胶--三叶胶结合的天然橡胶的申请件。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种生物基新橡胶材料――杜仲-三叶橡胶，集中两者胶的优点，弥补天然橡胶的缺陷，使之具备更高更完善的性质和更广阔的应用范围。专利技术人提供的杜仲-三叶橡胶，是将杜仲胶按照一定的质量配比加入到三叶胶里，两者以聚合物分子相互融合而成的生物基新橡胶材料；按照新材料中杜仲胶质量配比的不同，分为以下8个档次，每一档杜仲胶质量含量相差5%：①15生物基新橡胶材料（即杜仲胶含量15%）；②20生物基新橡胶材料（含量20%）；③25生物基新橡胶材料（含量25%）；④30生物基新橡胶材料（含量30%）；⑤35生物基新橡胶材料（含量35%）；⑥40生物基新橡胶材料（含量40%）；⑦45生物基新橡胶材料（含量45%）；⑧50生物基新橡胶材料（含量50%）。上述杜仲胶是采用酶解法提取的。专利技术人指出：过高的杜仲胶含量会掩盖和显著降低三叶胶的特性，使制作的轮胎、鞋底的抓地性降低，防滑性能下降。为了配制以上生物基新橡胶材料，专利技术人进行了以下研究：1．杜仲--三叶橡胶三叶天然橡胶具有很强的弹性和良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉和耐磨等特点。杜仲胶除了弹性低、无黏性外，却具备三叶胶其他所有的性质，而且在可塑性、抗拉性、耐磨性、抗撕裂性、和耐屈绕性等诸多方面都优于三叶胶。三叶胶割胶时流出的液体呈乳白色，固含量为30%～40%，橡胶粒径平均为1.06微米。新鲜天然乳胶含橡胶成分27%～41.3%（湿胶质量）、水44%～70%、蛋白质0.2%～4.5%、天然树脂2%～5%、糖类0.36%～4.2%、灰分0.4%。三叶胶是烷烃有机物，不溶于水的低极性聚合物，但是在天然乳液中，由于蛋白质、天然树脂、磷脂等亲水物质是两相性表面活性剂，三叶胶形成胶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物基新橡胶材料杜仲‑三叶橡胶，其特征在于该材料是将杜仲胶按照一定的质量配比加入到三叶胶里，两者以聚合物分子相互融合而成的生物基新橡胶材料；按照新材料中杜仲胶质量配比的不同，分为以下8个档次，每一档杜仲胶质量含量相差5％：①15生物基新橡胶材料(即含量15％)；②20生物基新橡胶材料(含量20％)；③25生物基新橡胶材料(含量25％)；④30生物基新橡胶材料(含量30％)；⑤35生物基新橡胶材料(含量35％)；⑥40生物基新橡胶材料(含量40％)；⑦45生物基新橡胶材料(含量45％)；⑧50生物基新橡胶材料(含量50％)。

【技术特征摘要】
1.一种生物基新橡胶材料杜仲-三叶橡胶，其特征在于该材料是将杜仲胶按照一定的质量配比加入到三叶胶里，两者以聚合物分子相互融合而成的生物基新橡胶材料；按照新材料中杜仲胶质量配比的不同，分为以下8个档次，每一档杜仲胶质量含量相差5％：①15生物基新橡胶材料(即含量15％)；②20生物基新橡胶材料(含量20％)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学俊，张萌萌，
申请(专利权)人：贵州艾科米亚生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52