[发明专利]一种天然橡胶的改性处理方法

说明书

本发明涉及橡胶材料技术领域，具体涉及一种天然橡胶的改性处理方法。该方法包括纯化胶乳的皂化反应、酸化处理，催化接枝和微波辐照共聚反应等步骤；该处理方法中，通过与2‑巯基乙醇、醋酸乙烯酯和乙烯基环丙烷化合物的反应，在天然橡胶分子上接枝极性和非极性的基团，提高天然橡胶和橡胶材料以及功能助剂的相容性和界面效果。其中，催化接枝共聚反应中使用的催化悬浮剂中含有芳香聚乙二醇醚、聚丙烯酰胺、金属量子点、二苯基膦、甲基偶氮二异丁酸酯、过氧化双月桂酰和去离子水。该方法可以提高天然橡胶表面改性处理的化学反应速率，并提高功能性基团的接枝效率。

技术领域

本发明涉及橡胶材料技术领域，具体涉及一种天然橡胶的改性处理方法。

背景技术

天然橡胶，是一种橡胶树上采集的天然胶乳，将胶乳经过凝固、干燥等加工工序制成的弹性固状物即为天然橡胶。天然橡胶是以顺-1，4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，橡胶中顺-1，4-聚异戊二烯成分的含量高达91-94％，还含有少量蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。

天然橡胶在常温下具有较高的弹性，稍带塑性，具有非常好的机械强度，滞后损失小，在多次变形时生热低，因此其耐屈挠性也很好，并且因为是非极性橡胶，所以电绝缘性能良好。因此这些性能特性，天然橡胶成为应用最广的通用橡胶，其应用范围包括日常生活中使用的雨鞋、暖水袋、松紧带；医疗卫生行业所用的外科医生手套、输血管、避孕套；交通运输上使用的各种轮胎；工业上使用的传送带、运输带、耐酸和耐碱手套；农业上使用的排灌胶管、氨水袋；气象测量用的探空气球；科学试验用的密封、防震设备；国防上使用的飞机、坦克、大炮、防毒面具等。甚至连火箭、人造地球卫星和宇宙飞船等高精尖科学技术产品中都离不开天然橡胶。

天然橡胶是不饱和橡胶，容易与硫化剂发生硫化反应，与氧、臭氧发生氧化裂解反应，与卤素发生氯化反应，在催化剂和酸的作用下发生化学反应等。在天然橡胶的各类化学反应中，最重要的是氧化裂解反应和结构化反应。前者是生胶进行塑炼加工得理论基础，叶酸橡胶老化的原因所在；后者则是生胶进行硫化加工制得硫化的理论依据。而天然橡胶的氯化、环化、氢化等反应，则可应用于天然橡胶的改性方面。

但由于天然橡胶是高分子化合物，所以它具有烯类有机化合物的反应特性，如反应速度慢，反应不完全、不均匀，同时具有多种化学反应并存的现象，可同时发生氧化裂解反应和结构化反应。

为了改善橡胶制品的耐腐蚀、耐油、耐水等各项耐候性能，并提升橡胶的耐老化性能，从而提高橡胶的综合性能和使用寿命。通常需要添加使用天然橡胶，并对天然橡胶进行表面改性，这些改性过程通过将多种极性或非极性基团接枝到天然橡胶材料的分子上，使得天然橡胶可以与其它高分子材料或无机功能填料良好相容，产生优秀的界面作用，从而提升橡胶制品的性能。

但是常规的天然橡胶改性处理方法的改性效果较差，改性反应的速率较慢，接枝成功率较低，并且容易发生副反应，反应过程均匀也不充分，天然橡胶表面的功能性基团接枝量较低，这使得天然橡胶其他组分的相容性较差。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种天然橡胶的改性处理方法，该方法可以提高天然橡胶表面改性处理的化学反应速率，并提高功能性基团的接枝效率。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

一种天然橡胶的改性处理方法，包括如下步骤：

(1)按照质量份数，将200份纯化胶乳，7.2份10wt％的聚氧乙烯月桂醇醚硫酸钠水溶液，15份30wt％的氢氧化钠溶液和100份去离子水，加入到反应釜中，以120-150r/min的转速持续搅拌，在30-35℃的温度下皂化反应18-24h；

(2)向上步骤反应釜内的产物中，添加20wt％的盐酸溶液进行中和，然后添加丙烯酸和谷氨酸的等物质的量比混合酸，调节混合物的PH至5-5.2；