[发明专利]一种生物基耐油杜仲酯弹性体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种生物基耐油杜仲酯弹性体及其制备方法，对杜仲胶进行改性，在杜仲胶分子链上经环氧开环反应引入羟基和酯基。本发明一方面破坏杜仲胶结晶，使其转变为弹性体材料；另一方面赋予杜仲胶优异的耐油性能，其中在RIM901号油中耐油性能比原胶提升15倍，在RIM903号油中耐油性能比原胶提升3倍，并且耐油性能优于环氧杜仲胶。本发明制备出的耐油杜仲酯弹性体为生物基材料，是一种可再生资源，推广应用此材料可减少石化资源的消耗，对改善环境污染问题、减少温室气体的排放具有重要意义。此外，本耐油弹性体的成功制备为杜仲胶的推广应用提供了新的方法，该弹性体在轮胎、密封材料，特别是耐油橡胶领域具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及橡胶领域，具体涉及一种生物基耐油杜仲酯弹性体及其制备方法。

背景技术

生物基材料为绿色可再生资源，开发利用生物基材料可以减少石化资源的消耗，降低对环境的影响，前景十分广阔。杜仲胶是我国特有的一种生物基高分子材料，广泛分布于我国的各个地区，我国杜仲胶资源约占世界的99％，具有得天独厚的优势。因此，开发生物基杜仲胶资源具有十分重要的意义。

杜仲胶结构式为反式异戊二烯，是天然橡胶的同分异构体。因为结构规整，杜仲胶易结晶，常温下表现为硬质塑料，很长时间以来被用作塑料的替代品，应用领域有限。但是，杜仲胶分子链具有柔性，且分子链上存在大量不饱和双键，可通过改性将其转变为弹性体材料。20世纪80年代，严瑞芳通过硫化首次制备出杜仲胶弹性体材料；随后，研究者们通过氢化、硅氢化、环氧化、接枝等改性方法也制备出性能各异的弹性体材料，以期将杜仲胶开发为第二天然橡胶资源，而针对杜仲胶耐油功能弹性体方面的研究还未见报道。

在炼油、汽车、航空航天等领域，橡胶需要同燃油、润滑油等接触，这就需要橡胶需要具有较好的耐油性能才能满足实际需求。油类能渗透入橡胶交联网络，使其溶胀，并使部分助剂抽出，使得橡胶性能下降。极性橡胶如丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、氟橡胶等由于具有极性基团，对非极性油具有优异的耐油性能；而非极性橡胶由于极性与油相似，耐油性较差，对其进行改性以提高耐油性能十分重要。目前，提高橡胶耐油性能的主要方法有接枝极性单体和环氧化等。但接枝反应条件比较苛刻，存在接枝单体自聚等副反应，操作和分离提纯困难；而环氧化产物由于环氧基团的存在，结构不稳定，容易发生开环自交联、老化等反应，影响产品性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种生物基耐油杜仲酯(功能)弹性体(EUGET)及其制备方法。

具体而言，本发明目的在于提供一种生物基耐油杜仲酯弹性体的制备方法，对杜仲胶进行改性，在杜仲胶分子链上经环氧开环反应引入羟基和酯基。本发明通过在杜仲胶分子链上引入酯基、羟基极性基团，制备出耐油性能优异的杜仲酯弹性体。本发明制备出的耐油杜仲酯弹性体为生物基材料，是一种可再生资源，推广应用此材料可减少石化资源的消耗，对改善环境污染问题、减少温室气体的排放具有重要意义。

根据本发明的一些优选实施方式，包括以下步骤：

步骤(1)，向杜仲胶溶液中加入有机酸B和过氧化物C，经环氧化反应得杜仲酯前体；

步骤(2)，向所述杜仲酯前体中加入有机酸或酸酐D，调节PH至1～4，经开环反应即得。本发明中反应原料简单易得，不需使用催化剂，仅需调节PH就可实现，反应条件简单，产物结构稳定。

根据本发明的一些优选实施方式，步骤(1)中，所述有机酸B选自甲酸、乙酸、苯甲酸和水杨酸中的一种或多种；和/或，所述有机酸B与杜仲胶的物质的量的比为0.1～1:1，优选为0.2～0.5:1。

根据本发明的一些优选实施方式，步骤(1)中，所述过氧化物C为过氧化氢和/或过氧乙酸；所述过氧化物C与杜仲胶的物质的量的比为0.2～1.2:1，优选为0.3～0.7:1。