一种环氧化杜仲橡胶制造技术

本发明专利技术涉及橡胶复合材料技术领域，提供了一种环氧化杜仲橡胶

【技术实现步骤摘要】
一种环氧化杜仲橡胶/羧甲基壳聚糖复合材料及其制备方法和回收方法


[0001]本专利技术涉及橡胶复合材料
，尤其涉及一种环氧化杜仲橡胶
/
羧甲基壳聚糖复合材料及其制备方法和回收方法
。

技术介绍

[0002]杜仲橡胶存在于杜仲树叶
、
皮
、
种子等植物组织中，是一种与天然橡胶互为同分异构体的天然高分子材料
。
反式有序的分子结构赋予其独特的橡塑二重性，也使之在替代天然橡胶方面展现出巨大的应用潜力
。
但是杜仲橡胶室温下处于结晶状态，需要提取获得，而杜仲橡胶的提取瓶颈一时难以突破，高品质的杜仲橡胶价格约为天然橡胶的4～5倍，严重限制了其在普通橡胶制品中的应用
。
因此，开发功能化的杜仲橡胶基复合材料对于杜仲橡胶的高值化利用至关重要
。
[0003]包括杜仲橡胶在内的橡胶材料在应用过程中为了满足使用工况对机械性能的要求，需对其进行硫化和补强
。
硫化使橡胶的分子链由无规线团形成三维网络，赋予其不溶不熔的特性，不可再加工成型
。
因此，橡胶的回收利用成为橡胶工业可持续发展的关键难题
。
传统的脱硫回收橡胶的方法不仅会引起分子链断裂造成力学性能损失，而且补强填料仍被保留，限制了其作为生胶再次应用
。
另外，脱硫过程中产生的能源消耗与废气废液均不符合“碳达峰”和“碳中和”战略要求
。
[0004]近年来，自修复橡胶材料引发人们关注，通过向橡胶中引入可逆的共价键或非共价键网络能够赋予橡胶自修复性能
。
构建可逆共价键的条件十分苛刻，多数橡胶分子链不具备形成可逆共价键的官能团，故而构建可逆的非共价键网络对于发展自修复橡胶材料更具现实意义
。
但是，目前非共价键自修复橡胶材料的相关报道仍然较少，如何通过构建非共价键实现自修复橡胶材料的闭环回收，仍然是本领域中亟需解决的问题
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种环氧化杜仲橡胶
/
羧甲基壳聚糖复合材料及其制备方法
。
本专利技术将羧甲基壳聚糖引入环氧化杜仲橡胶中，羧甲基壳聚糖中的羧基
、
氨基和羟基能够和环氧化杜仲橡胶中的环氧基形成多重氢键作用，所得复合材料具有良好的力学性能
、
形状记忆性能
、
自愈合性能，并且其中的环氧化杜仲橡胶能够回收利用
。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]一种环氧化杜仲橡胶
/
羧甲基壳聚糖复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]将环氧化杜仲橡胶溶于氯代烷烃溶剂中，将所得环氧化杜仲橡胶溶液和水混合进行第一乳化，得到环氧化杜仲橡胶乳液；所述环氧化杜仲橡胶的环氧度为
15
～
45
％；
[0009]将所述环氧化杜仲橡胶乳液和羧甲基壳聚糖水溶液混合，将所得混合液倒入模具中进行干燥，得到环氧化杜仲橡胶
/
羧甲基壳聚糖复合材料
。
[0010]优选的，所述环氧化杜仲橡胶的制备方法包括以下步骤：将杜仲橡胶
、
氯代烷烃溶
剂
、
水
、
四丁基硫酸氢铵和碳酸氢钠混合进行第二乳化，得到杜仲橡胶乳液；
[0011]将所述杜仲橡胶乳液和环氧化试剂混合进行环氧化反应，得到环氧化杜仲橡胶
。
[0012]优选的，所述杜仲橡胶的平均相对分子质量为
30
～
40
万，多分散性指数为3～4；所述四丁基硫酸氢铵的质量为所述杜仲橡胶质量的2～
10
％，所述碳酸氢钠的加入量以将混合所得体系的
pH
值控制在7～
11
为准；所述第二乳化在高速搅拌条件下进行，所述高速搅拌的转速为
5000
～
10000rpm。
[0013]优选的，所述环氧化试剂为过氧化硫酸氢钾复合盐和丙酮，所述过氧化硫酸氢钾复合盐和丙酮的摩尔比为
1:(3
～
20)
；所述过氧化硫酸氢钾复合盐与杜仲橡胶的摩尔比为
(0.4
～
2):1
；所述环氧化反应的温度为
‑
10℃
～
25℃
，时间为
3h
～
24h。
[0014]优选的，所述环氧化杜仲橡胶溶液的质量分数为
20
～
40
％；所述环氧化杜仲橡胶溶液的制备方法为：将环氧化杜仲橡胶溶于氯代烷烃溶剂中，得到初始溶液，将所述初始溶液进行浓缩，得到所述环氧化杜仲橡胶溶液；所述初始溶液中环氧化杜仲橡胶的质量分数为2～5％
。
[0015]优选的，所述第一乳化过程中，环氧化杜仲橡胶溶液和水的体积比为
1:(1
～
2)
；所述第一乳化在高速搅拌条件下进行，所述高速搅拌的转速为
5000
～
10000rpm。
[0016]优选的，所述羧甲基壳聚糖的羧甲基化程度为
80
％，平均粒径为
800nm
；所述环氧化杜仲橡胶和羧甲基壳聚糖的质量比为
100:10
～
60
；
[0017]所述羧甲基壳聚糖水溶液的浓度为
3wt
％～
10wt
％
。
[0018]优选的，环氧化杜仲橡胶乳液和羧甲基壳聚糖水溶液的混合在高速搅拌下进行，所述高速搅拌的转速为
5000
～
10000rpm
，所述混合过程中通过抽真空去除气泡
。
[0019]本专利技术还提供了上述方案所述制备方法制备得到的环氧化杜仲橡胶
/
羧甲基壳聚糖复合材料
。
[0020]本专利技术还提供了上述方案所述环氧化杜仲橡胶
/
羧甲基壳聚糖复合材料的回收方法，包括以下步骤：将所述环氧化杜仲橡胶
/
羧甲基壳聚糖复合材料浸泡于水中，将羧甲基壳聚糖溶出，得到回收的环氧化杜仲橡胶；所述浸泡的温度为
80
～
100℃。
[0021]本专利技术提供了一种环氧化杜仲橡胶
/
羧甲基壳聚糖复合材料的制备方法，包括以下步骤：将环氧化杜仲橡胶溶于氯代烷烃溶剂中，将所得环氧化杜仲橡胶溶液和水混合进行第一乳化，得到环氧化杜仲橡胶乳液；所述环氧化杜仲橡胶的环氧度为
15
～
45
％；将所述环氧化杜仲橡胶乳液和羧甲基壳聚糖水溶液混合，将所得混合液倒入模具中进行干燥，得到环氧化杜仲橡胶
/
羧甲基壳聚糖复合材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种环氧化杜仲橡胶
/
羧甲基壳聚糖复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将环氧化杜仲橡胶溶于氯代烷烃溶剂中，将所得环氧化杜仲橡胶溶液和水混合进行第一乳化，得到环氧化杜仲橡胶乳液；所述环氧化杜仲橡胶的环氧度为
15
～
45
％；将所述环氧化杜仲橡胶乳液和羧甲基壳聚糖水溶液混合，将所得混合液倒入模具中进行干燥，得到环氧化杜仲橡胶
/
羧甲基壳聚糖复合材料
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述环氧化杜仲橡胶的制备方法包括以下步骤：将杜仲橡胶
、
氯代烷烃溶剂
、
水
、
四丁基硫酸氢铵和碳酸氢钠混合进行第二乳化，得到杜仲橡胶乳液；将所述杜仲橡胶乳液和环氧化试剂混合进行环氧化反应，得到环氧化杜仲橡胶
。3.
根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述杜仲橡胶的平均相对分子质量为
30
～
40
万，多分散性指数为3～4；所述四丁基硫酸氢铵的质量为所述杜仲橡胶质量的2～
10
％，所述碳酸氢钠的加入量以将混合所得体系的
pH
值控制在7～
11
为准；所述第二乳化在高速搅拌条件下进行，所述高速搅拌的转速为
5000
～
10000rpm。4.
根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述环氧化试剂为过氧化硫酸氢钾复合盐和丙酮，所述过氧化硫酸氢钾复合盐和丙酮的摩尔比为
1:(3
～
20)
；所述过氧化硫酸氢钾复合盐与杜仲橡胶的摩尔比为
(0.4
～
2):1
；所述环氧化反应的温度为
‑
10℃
～
25℃
，时间为
3h
～
...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴先强，王彦，张展程，王齐华，王廷梅，
申请(专利权)人：青岛市资源化学与新材料研究中心，
类型：发明
国别省市：