基于离子超分子网络设计的室温高自修复效率天然橡胶

将山梨酸与氧化锌按照摩尔比2/1在引发剂过氧化二异丙苯的作用下与天然橡胶(NR)共混,部分山梨酸与氧化锌原位生成的山梨酸锌(ZDS)接枝到NR基质上,使得自由的锌离子起到交联点的作用,形成离子簇,与相容性较好的NR分子链之间产生可逆的离子超分子网络,从而具备了室温下自修复的特征。研究结果表明,在NR/ZDS试样中,随着ZDS用量的增加,NR的离子交联密度先增大后减小,自修复性能逐渐下降,拉伸强度增大;ZDS超过30份(质量)时NR开始出现共价交联,自修复效率明显下降;ZDS为30份时NR的自修复效率可达99%,拉伸强度为0.78 MPa,综合性能最好。

基于离子超分子网络实现自修复天然橡胶的制备

将甲基丙烯酸锌(ZDMA)或聚(甲基丙烯酸锌)低聚物(PM)引入到天然橡胶中,同时并用炭黑/白炭黑与天然橡胶共混,制备一种具有自修复性能的耐屈挠疲劳橡胶。研究结果表明,与PM相比,ZDMA可形成以离子交联为主的可逆超分子网络,赋予了硫化胶更好的自修复功能,当其用量为40份(质量)时硫化胶的自修复效率最高,接近100%。不饱和羧酸盐(ZDMA或PM)与传统填料(炭黑和白炭黑)并用时,PM仅在前期可有效抑制裂纹的扩展,ZDMA可明显提高材料的耐屈挠疲劳性能,当m(ZDMA)/m(炭黑)为20/40时硫化胶的耐屈挠疲劳性能最好。