Kauçuk modifikasyonu ve çapraz bağlamayı içeren basit bir iki aşamalı yaklaşım, tamamen yeniden işlenebilir, elastik kauçuk ürünler verir.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Kauçuk modifikasyonu ve çapraz bağlamayı içeren basit bir iki aşamalı yaklaşım, tamamen yeniden işlenebilir, elastik kauçuk ürünler verir.
kauçuk çapraz bağlama aracı olarak Diels Alder termo-tersinir kimyası kullanılarak için bir yöntem gösterilmiştir. Bu çalışmada, maleik anhidrid ile aşılanmış bir ticari bir etilen-propilen kauçuk, termo-geri çevrilebilir şekilde iki adımda çapraz bağlıdır. bekleyen anhidrit kısımları ilk kauçuk omurgasına furan grupları greft furfurilamin ile değiştirilir. Bu askılı furan grupları daha sonra, bir Diels-Alder birleştirme reaksiyonu vasıtasıyla, bir bis-maleimid çapraz bağlanmış. Her iki reaksiyon deney koşulları geniş bir aralığı altında gerçekleştirilebilir ve kolay büyük ölçekte uygulanabilir. Elde edilen Diels-Alder çapraz-bağlanmış kauçuk malzeme özellikleri bir peroksit kürlenen etilen / propilen / dien kauçuk (EPDM) referans benzerdir. çapraz bağlantılar retro-Diels Alder reaksiyonu ile (> 150 ° C) yüksek sıcaklıklarda bozulabilir ve daha düşük sıcaklıklarda ısıl tavlama (50-70 ° C) yeniden edilebilir. Sistemin reversibilite zekâ kanıtlanmıştırh kızılötesi spektroskopi, çözünürlük testleri ve mekanik özellikleri. Malzemenin devri daim aynı zamanda, geleneksel olarak çapraz-bağlanmış kauçuk mümkün değildir benzer mekanik özelliklere yeniye örnekleri içine kalıplama küçük parçalar ve sıkıştırma bir çapraz bağlı örnek keserek, yani pratik bir şekilde gösterilmiştir.
Kükürt vulkanizasyon ve peroksit kür halen eriyik yeniden işleme önlemek geri dönüşü olmayan kimyasal çapraz bağlarını veren kauçuk sektöründe ana sanayi çapraz bağlama teknikleri vardır. 1, yaklaşımı 2 A 'beşiğe beşiği' çapraz bağlı kauçuklar geri dönüşüm için bir malzeme gerektirir yüksek sıcaklıklarda, bir termoplastik işlenebilirlik ve tam bir geri dönüşüm yaparken, hizmet koşullarında kalıcı çapraz bağlanmış benzer kauçuklar davranır. Böyle geri dönüşüm elde etmek için bir yaklaşım (gelecek endüstriyel uygulamalar açısından en uygun) sıcaklık gibi dış uyaranlara cevap tersinir çapraz bağlantıları ile lastik ağları kullanır. 3-5 nispeten düşük hizmet bu çapraz bağların oluşumunu (orijinal olmayan çapraz bağlı bileşimin işleme sıcaklığına benzer), yüksek sıcaklıklarda klivaj r sağlarken sıcaklık, lastik iyi mekanik özellikler için gereklidirmalzemenin eCycling.
Bazı özel maddeler, tersine çevrilebilir şekilde transesterifikasyon reaksiyonları yoluyla hemen dondurma polikondansasyon reaksiyonları 6 üzerinden ya da sözde geri ağ topolojisi sözde dinamik kovalent ağları kullanarak çapraz-bağlanmış. 7-9, bu yaklaşımların dezavantajı tasarlama gerekliliğidir olabilir ve zaten istenen özelliklere sahip mevcut ticari kauçuklar değiştirerek yerine yeni polimerlerin sentezlenmesi. Teknikleri termo-geri dönüşümlü olarak çapraz bağ lastikleri gibi termo-aktive disülfit düzenlenmeleri yoluyla hidrojen bağı, iyonik etkileşimler ve kovalent bağ içerir. 10-13 Son zamanlarda, termo-geri dönüşümlü çapraz bağlama Diels-Alder üzerinden (DA) kimya geliştirilmiştir. 14 -21 DA kimya polimerlerin geniş bir uygulanan ve DA reaksiyonu nispeten hızlı kinetik ve ılımlı reaksiyon koşulları sağlayan, özellikle de popüler bir seçim temsil edilebilir. 17, 22-24 ThEIR düşük bağlantı ve yüksek ayrıştırma sıcaklıkları geri dönüşümlü polimer çapraz bağlama için furan ve maleimid mükemmel aday olun. 18-20, 25-28
Bu çalışmanın amacı, endüstriyel kauçuk ürünü (Şekil 1) için bir termo-geri dönüşümlü çapraz bağlama aracı olarak DA kimya kullanımı için bir yöntem sağlamaktır. 5 İlk olarak, örneğin etilen, doymuş bir hidrokarbon elastomerleri, reaktivitesi / propilen kauçukları (EPM), arttırılmalıdır. Bu kolaylaştıran bir ticari anlamda ilgili, örneğin maleik anhidrit (MA) peroksit ile başlatılan serbest radikal aşılama olan. İkinci olarak, bir furan grubu kolye anhidrid içine furfurilamin (FFA) sokulmasıyla bir maleatlanmış EPM kauçuk üzerinde tapa edilebilir 29-34 bir imid oluşturulması için. 35, 36 son olarak, bu şekilde lastik omurgasına bağlı furan parçaları daha sonra bir elektron açısından zengin bir dien gibi ısı geri dA kimya katılabilir. 25, 37, elektron-POya da bis-maleimid (BM), bu çapraz bağlama reaksiyonu için uygun bir dienophile olan. 19, 26, 38

Şekil 1. Reaksiyon Şeması. Furan aşılama ve (5 izniyle) EPM-g-MA kauçuğun bismaleimit çapraz bağlama. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
1. Lastik Modifikasyon
= 1710 cm-1) (yok ve karakteristik siklik anhidrit doruğudur
= 1.856 cm-1 yukarı mevcuttur. 5
1.856 cm anhidrid -1 görünümünü de
1,710 cm -1ve CN den (titreşimi
= Maleimid 1.378 cm-1).
Dekonvolüsyon (R2> 0.95) sonra, ikinci ve üçüncü kızılötesi (FT-IR) tepe değeri altında bu alanların entegrasyonu sureti ile = 1.856 cm-1). 5
= 723 cm-1), EPM omurgasından menşeli modifikasyonundan sonra değişmeden kalır ve bir dahili referans olarak kullanılabilir. 2. Diels-Alder çapraz bağlanması ve Yeniden
1.10 tarif edildiği gibi = 1.013 cm-1). 5 3. ENB-EPDM Peroksit ve Kükürt Kür
4. Cross-link Yoğunluk Tayini
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
EPM-g-furan ve çapraz bağlama bismaleimit ile yapılan EPM-g-MS başarılı bir şekilde modifikasyonu kızıl ötesi spektrometresi (FTIR) (Şekil 2) Fourier dönüşüm ile gösterilmiştir. EPM-g-furan üründe furan grupların varlığı CC alifatik uzanan tepe bölme (anlaşılacağı
= 1.050 cm-1) iki furan zirveleri içine (
= 1.073 cm...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bir ticari EPM-g-MA kauçuk termo-geri dönüşümlü olarak çapraz bağlı basit bir iki aşamalı bir yaklaşım oldu. maleatlanmış kauçuk ilk lastik omurgası üzerine furan grupları greft FFA ile modifiye edildi. Ortaya çıkan bekleyen furan Diels-Alder dienler olarak reaktivite gösterirler. Bir alifatik BM iki furan kısımları arasında bir termo-geri bir köprü ile sonuçlanan çapraz bağlantı maddesi olarak kullanılmıştır. Her iki reaksiyon kızılötesi spektroskopi, element analizine göre iyi bir dönüşüm (>% 80) ile başarılı olmuş...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazar Martin van Duin, bu Makalede kullanılan EPM-g-MA kauçuklarını üreten LANXESS Elastomers BV'nin bir çalışanıdır.
Bu araştırma, Hollanda Polimer Enstitüsü'nün araştırma programının, proje #749'un bir parçasını oluşturur.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| ENB-EPDM | LANXESS Elastomerler B.V. | Keltan 8550C | |
| EPM-G-MA | LANXESS Elastomerler Bv | Keltan DE5005 | 175 ° C'de bir saat boyunca vakumlu fırın; ° C |
| furfurylamine | Sigma-Aldrich | F20009 | Kullanımdan önce taze damıtılmış |
| di-dodesilamin | Sigma-Aldrich | 36784 | |
| maleik anhidrit | Sigma-Aldrich | M0357 | |
| oktadesil-1- (3,5-di-tert-butil-4-hidroksifenil) propiyonat | Sigma-Aldrich | 367079 | |
| bis (tert-bütilperoksi-izo-propil) benzen | Sigma-Aldrich | 531685 | |
| tetrahidrofuran | Sigma-Aldrich | 401757 | |
| decalin | Sigma-Aldrich | 294772 | |
| aseton | Sigma-Aldrich | 320110 |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.