[发明专利]一种提高杜仲胶形状记忆性能的改性方法

说明书

本发明是一种提高杜仲胶形状记忆性能的改性方法，属于材料改性技术领域，解决目前杜仲胶改性方法单一，形状记忆性能差，结晶温度与沥青路面使用温度范围不匹配，导致杜仲胶利用率低，用于改性沥青时难以提高沥青路面形状记忆性能和自修复功能、减少沥青路面裂缝或缩小裂缝宽度的问题。本发明首先制备具有形状记忆性能的改性杜仲胶，然后将充分反应结束后的杜仲胶模压和赋予形状记忆性能，最后利用相关仪器进行性能研究，确定改性杜仲胶具有最佳形状记忆性能配方。本发明制备的改性杜仲胶，能够改性沥青，使沥青路面具有形状记忆性能。同时，对杜仲胶进行改性，丰富了杜仲胶改性方式，提高了杜仲胶利用率。

技术领域

本发明是一种提高杜仲胶形状记忆性能的改性方法，属于材料改性技术领域。

背景技术

近年来，关于杜仲胶应用研究有了较大突破，由于其分子链结构同时具备双键可硫化、有序性、链柔性三大特性，发展潜力巨大。杜仲胶分为天然杜仲胶(EUG)与合成杜仲胶(TPI)，EUG主要来源于杜仲树，中国拥有世界95％以上的杜仲树资源。国内TPI主要来源于个别新材料公司，拥有万吨级反式异戊胶工业化生产装置，能为各项研究提供大量新型优质原材料。20世纪80年代，作为塑料的替代品制备出杜仲胶弹性体。

对杜仲胶改性研究发现，通过硫化、接枝、与过氧化物、气泡交联等改性方式，可以改变杜仲胶本身结晶状态及性能。与其它物质共混时，能够作为改性剂，改善其它物质性能及发展。相关研究表明，根据不同的使用条件而采取不同的硫化、接枝处理工艺，并与基质沥青在适当的外在条件催化下发生反应。通过烯键交联等改善杜仲胶与沥青的相容性，使两者存储稳定，能够达到改性沥青的效果。如硫化杜仲胶可显著改善沥青的低温性能，并且沥青混合料高、低温性能、水稳定性等均表现良好。其低碳环保、适合西部、北部高寒地区对低温性能要求高的特点而使硫化杜仲胶得到极大关注。而接枝杜仲胶，则提高了粘结剂的性能以及橡胶沥青的相容性。当与乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)共同作用改性沥青时，在适当掺量下，接枝杜仲胶加入SBS改性沥青后能提高其高温性能和抗老化性能，且不降低低温性能。

沥青路面在使用过程中，由于环境、荷载等因素共同作用，会产生各种裂缝，同时，国家建设发展，人们出行需要以及物流服务行业发展，导致车流量和重载车辆日益增多，路面出现裂缝破坏，严重影响道路正常行驶，其养护维修也影响日常道路通畅。因此，人们迫切希望沥青路面在使用过程中减少裂缝，当裂缝出现时能够自动缩小裂缝宽度，直至闭合。

近年来，形状记忆材料方面相关研究快速发展，如形状记忆医用接管、空间可展开结构等。形状记忆材料是一种刺激响应型材料，可以“记忆”一种或多种预先设定的形状，在受到热、电、磁、光等外界刺激时，材料能够发生较大的可回复变形。具有可回复变形量大，加工成型容易，回复行为可控性强，成本低等优点，被广泛应用于生物医用材料、航天航空以及自修复等领域。

杜仲胶是典型的一种形状记忆材料，以其为基体的新材料应用开发具有重要现实意义。因此，有研究员希望利用杜仲胶改性沥青，赋予沥青路面形状记忆性能。随着研究发现，采用硫磺或过氧化物交联制得的具有化学交联结构的杜仲胶，在沥青路面使用温度下始终处于结晶状态，具有形状记忆性能。

但是，由于改性方法单一，杜仲胶改性后形状记忆性能差，结晶温度与沥青路面使用温度范围不匹配，导致杜仲胶利用率低，用于改性沥青时难以提高沥青路面形状记忆性能和自修复功能、减少沥青路面裂缝或缩小裂缝宽度。

本发明将提供一种提高杜仲胶形状记忆性能的改性方法，采用N-环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺、过氧化二苯甲酰等作为添加剂与杜仲胶进行共混密炼，采用一定设备、按照一定的步骤和方法制备具有形状记忆性能的改性杜仲胶，使其在沥青路面使用温度范围内具有形状记忆性能。一方面，丰富杜仲胶的改性方法，提高杜仲胶的使用性；另一方面，将其改性沥青，提高沥青改性后形状记忆性能，使沥青路面具有自修复功能，减少沥青路面裂缝。

发明内容

(1)技术问题