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橡胶材料的新型交联结构设计:从绿色制备到循环再利用

         

摘要

本文提出了一种基于可水解酯基的橡胶材料绿色交联策略.选择商品化的羧化丁腈橡胶(XNBR)中的羧基作为交联点,生物基环氧大豆油(ESO)替代硫磺作为交联剂,基于羧基与环氧基团之间的反应,本文构建了一个含酯基的交联网络结构.在交联反应发生前,生物基的ESO还可以起到增塑剂的作用,有着"一剂多用"的效果.此外,氧化锌(Zn O)可作为交联反应的催化剂,提高交联效率;同时,锌离子与羧基形成的离子对或离子簇可作为增强点,从而提高材料的力学性能.这种交联方法不使用任何有毒的化学物质,并且在交联反应过程不会产生挥发性有机物.通过改变ESO或Zn O的用量,可以实现对交联橡胶的交联速率、交联密度和力学性能等的调节.最后,通过化学回收的方法,可以将交联结构中的酯基选择性地断开,得到一种高效的橡胶回收方法.在酸的催化下,橡胶交联结构中的酯基被水解成羟基和羧基,重新得到线性的XNBR.利用该方法, XNBR可以被多次循环使用.

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