نهج بسيط من خطوتين يتضمن تعديل المطاط والربط المتقاطع ينتج منتجات مطاطية مرنة قابلة لإعادة الصياغة بالكامل.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
نهج بسيط من خطوتين يتضمن تعديل المطاط والربط المتقاطع ينتج منتجات مطاطية مرنة قابلة لإعادة الصياغة بالكامل.
وأظهر طريقة لاستخدام ديلز ألدر الكيمياء الحرارية عكسها كأداة عبر ربط لمنتجات المطاط. في هذا العمل، والتجاري المطاط الإيثيلين البروبيلين، المطعمة مع أنهيدريد الماليك، هو الحرارية عكسية عبر ربط في خطوتين. يتم تعديل الأنصاف أنهيدريد انتظار أولا مع furfurylamine إلى الكسب غير المشروع مجموعة الفوران إلى العمود الفقري المطاط. هذه المجموعات الفيوران قلادة ثم يتم عبر ربط مع مكرر maleimide طريق تفاعل اقتران ديلز-ألدر. كل من ردود فعل لا يمكن أن يؤديها في إطار مجموعة واسعة من الظروف التجريبية، ويمكن بسهولة أن تطبق على نطاق واسع. خصائص المواد الناتجة من المطاط عبر ربط ديلز-ألدر مشابهة لالاثيلين / البروبيلين المطاط / ديين (EPDM) إشارة الشفاء بيروكسيد. كسر الروابط عبر في درجات حرارة مرتفعة (> 150 درجة مئوية) عن طريق رد الفعل الرجعية ديلز-ألدر ويمكن إصلاحه عن طريق الصلب الحرارية في درجات حرارة منخفضة (50-70 درجة مئوية). وقد أثبتت عكس اتجاه النظام خفة دمح مطياف الأشعة تحت الحمراء، واختبارات قابلية الذوبان والخواص الميكانيكية. وقد أظهرت إعادة التدوير للمواد أيضا بطريقة عملية، أي عن طريق قطع عينة عبر ربط إلى أجزاء صغيرة وصب صب عليها في عينات جديدة تظهر الخواص الميكانيكية للمقارنة، وهو أمر غير ممكن لالمطاط عبر ربط تقليديا.
الكبرتة الكبريت والمعالجة بيروكسيد هي حاليا أهم تقنيات ربط الصليب الصناعية في صناعة المطاط، مما أسفر رجعة الكيميائية عبر الروابط التي تحول دون إعادة المعالجة تذوب 1 و 2 A 'المهد إلى المهد "في مجال إعادة تدوير المطاط عبر ربط يتطلب المواد التي يتصرف المطاط مماثلة إلى عبر ربط دائم في شروط الخدمة، في حين وجود إمكانية المعالجة وإعادة التدوير كاملة بالحرارة في درجات حرارة عالية. نهج لتحقيق هذه إعادة التدوير يستخدم شبكات مطاطي مع عكسها الروابط عبر تستجيب لحافز خارجي، مثل درجة الحرارة (أكثر جدوى من وجهة نظر من التطبيقات الصناعية في المستقبل). 3-5 تشكيل هذه الروابط عبر في خدمة منخفضة نسبيا مطلوب درجات الحرارة عن السلوك الميكانيكي جيدة من المطاط، في حين تفككها في درجات حرارة عالية (مماثلة لدرجة حرارة تجهيز الأصلي غير عبر ربط مركب) يسمح للصecycling للمادة.
بعض مواد معينة يمكن أن تكون عكسية عبر ربط من خلال الاستفادة من ما يسمى شبكات التساهمية ديناميكية عبر تفاعلات التكثيف المتعدد 6 أو ما يسمى طوبولوجيا شبكة عكسها تجميد عبر تفاعلات الأسترة 7-9 العيب من هذه الأساليب هو ضرورة تصميم و تجميع بوليمرات جديدة بدلا من تعديل، والمطاط التجارية القائمة التي لديها بالفعل الخصائص المطلوبة. تقنيات لالحرارية عكسية عبر الارتباط المطاط تنطوي الرابطة الهيدروجينية والتفاعلات الأيونية والرابطة التساهمية مثل عن طريق إعادة ترتيب ثاني كبريتيد تنشيط الحرارية. 10-13 مؤخرا، الحرارية عكسها عبر ربط عبر ديلز-ألدر تم تطوير (DA) الكيمياء (14). الكيمياء -21 DA يمكن تطبيقها على مجموعة واسعة من البوليمرات ويمثل خيارا شعبيا، خاصة وأن رد فعل DA يسمح لحركية سريعة نسبيا وظروف التفاعل خفيفة. 17، 22-24 ثانخفاض اقتران الاستخراجية وفصل ارتفاع درجات الحرارة تجعل فوران والمرشحين ممتازة maleimide لعكسها البوليمر عبر ربط 18-20، 25-28
والهدف من هذا العمل هو توفير طريقة لاستخدام الكيمياء DA كأداة الحرارية عكسها عبر ربط لمنتجات المطاط الصناعي (الشكل 1). 5 أولا، التفاعل من اللدائن الهيدروكربونات المشبعة، مثل الإثيلين / المطاط البروبيلين (EPM)، لابد من زيادة. ومن الأمثلة ذات الصلة تجاريا التي تسهل هذه هي الجذور الحرة التطعيم التي بدأها بيروكسيد من أنهيدريد الماليك (MA) 29-34 ثانيا، مجموعة الفيوران يمكن المطعمة على مثل المطاط EPM maleated عن طريق إدراج furfurylamine (FFA) في الخل قلادة لتشكيل إيميد 35، 36 وأخيرا، فإن الأنصاف الفيوران التي يتم بالتالي تعلق على العمود الفقري المطاط ويمكن بعد ذلك يشارك في الكيمياء DA-الحرارية عكسها باعتبارها ديين الإلكترون الغنية. 25، 37 الإلكترون بوأو مكرر maleimide (BM) هي dienophile مناسب لهذا عبر ربط رد فعل. 19، 26، 38

الشكل 1. مخطط رد الفعل. ترقيع الفوران وbismaleimide عبر ربط المطاط EPM-ز-MA (طبع بإذن من 5). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. المطاط تعديل
= 1710 سم -1) غائب ومميزة دوري ذروة أنهيدريد (
= 1856 سم -1 ) موجود. 5
في 1856 سم -1 من الخل وظهور
في 1710 سم -1وCN تمتد الاهتزاز (
= 1378 سم -1) من maleimide.
= 1856 سم -1) من خلال دمج المناطق الخاضعة لFT-IR) قمم الفردية الأشعة تحت الحمراء (بعد deconvolution (R 2> 0.95). 5
= 723 سم -1)، والتي تنشأ من العمود الفقري EPM، لم يتغير على التعديل، ويمكن استخدامها بوصفها المرجعية الداخلية. 2. ديلز-ألدر عبر ربط وإعادة المعالجة
= 1013 سم -1) كما هو موضح في 1.10 5 الحمار = "jove_title"> 3. بيروكسيد والكبريت علاج من ENB-EPDM
4. Cروس الارتباط الكثافة تحديد
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويرد التعديل الناجح لEPM-ز-MA في EPM-ز-فوران وعبر ربط مع bismaleimide من تحويل فورييه الطيفي بالأشعة تحت الحمراء (FTIR) (الشكل 2). وجود جماعات الفيوران في المنتج EPM-ز-الفوران يمكن استخلاصه من تقسيم ذروة CC الأليفاتية التوتر (
= 1050 سم -1) في قمتين الفوران (
= 1073 سم -1 ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وكان المطاط EPM-ز-MA التجاري الحرارية عكسية عبر ربط في نهج من خطوتين بسيطة. وتم تعديل المطاط maleated أولا مع الاتحاد الاسترالي لتطعيم الفئات الفوران على العمود الفقري المطاط. تظهر الفوران في انتظار الناتجة التفاعل كما dienes ديلز-ألدر. تم استخدام BM الأليفاتية كما عبر ربط عامل، مما أدى إلى جسر الحرارية عكسها بين اثنين من الأنصاف الفوران. وكان كل من ردود الفعل ناجحة مع التحويلات جيدة (> 80٪) وفقا لمطياف الأشعة تحت الحمراء، التحليل العنصري. وقد تبين عبر ربط تورم واختبارات القابل...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المؤلف مارتن فان دوين هو موظف في LANXESS Elastomers B.V. التي تنتج مطاط EPM-g-MA المستخدم في هذه المقالة.
يشكل هذا البحث جزءا من البرنامج البحثي لمعهد البوليمر الهولندي ، مشروع # 749.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| ENB-EPDM | LANXESS المطاط الصناعي BV | Keltan 8550C | |
| EPM-g-MA | LANXESS Elastomers B.V. | Keltan DE5005 | لمدة ساعة واحدة عند 175 ° C |
| furfurylamine | Sigma-Aldrich | F20009 | مقطر طازجا قبل الاستخدام |
| di-dodecylamine | Sigma-Aldrich | 36784 | |
| أنهيدريد الماليك | Sigma-Aldrich | M0357 | |
| أوكتاديسيل -1- (3،5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) بروبيونات | سيجما ألدريتش | 367079 | |
| مكرر (ثلاثي بوتيل بيروكسي - iso-propyl) بنزين | سيجما ألدريتش | 531685 | |
| رباعي هيدروفوران | سيجما ألدريتش | 401757 | |
| ديكالين | سيجما ألدريتش | 294772 | |
| الأسيتون | سيجما ألدريتش | 320110 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.