一种刚性增强聚丁二烯材料及其制备方法与流程

本发明属高分子材料领域，具体涉及一种刚性增强聚丁二烯材料及其制备方法。
背景技术：
：1,3-丁二烯通常与苯乙烯、丙烯腈等其他的单体共聚，形成各种橡胶或塑料共聚物；最常见的共聚物是丁二烯与苯乙烯的共聚物，这种共聚物被用来制作汽车轮胎；1,3丁二烯还常常被用于制成嵌段共聚物；同时1,3-丁二烯还可加入热塑性塑料中；通过一定方法制备的共聚物，可以比单聚物具有更好的强度、韧性等性质。硅烷偶联剂的化学式为：rsix3，x表示水解性官能基，它可与甲氧基、乙氧基、溶纤剂以及无机材料(玻璃、金属、sio2)等发生偶联反应；硅烷偶联剂是一类分子中同时具有亲无机和亲有机两种功能基团的硅烷化合物，它广泛地应用于玻璃纤维、塑料、电缆、橡胶、有机树脂和涂料等许多工业领域；硅烷偶联剂不仅能提高聚合物材料的疏水性，还能增加聚合物与无机物的相容性，基于此，本发明一种刚性增强聚丁二烯材料及其制备方法。技术实现要素：为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种刚性增强聚丁二烯材料及其制备方法，通过在聚丁二烯的分子链上嵌段具有抗菌作用和疏水作用的聚合物，得到一种具有抗菌作用和疏水作用的刚性聚丁二烯。本发明的目的在于提供一种刚性增强聚丁二烯材料。本发明的另一目在于是提供上述一种刚性增强聚丁二烯材料的制备方法。本发明上述目的通过以下技术方案实现：一种刚性增强聚丁二烯材料，其结构式如下式(i)所示：式中n的取值为20～100，m的取值为5～20，p的取值为10～50。上述刚性增强聚丁二烯材料制备方法如下：1.聚丁二烯大分子链转移剂的制备。以甲苯为溶剂、吡啶为缚酸剂、单末端羟基聚丁二烯与raft试剂4-氰基-4-(十二烷基硫烷基硫代羰基)硫烷基戊酸进行酯化反应，得到聚丁二烯大分子转移剂。其中，单末端羟基聚丁二烯与raft试剂4-氰基-4-(十二烷基硫烷基硫代羰基)硫烷基戊酸的摩尔比为1:5。其中，所述n-(2,3,4,5,6-四羟苯基)甲基丙烯酰胺在聚合体系中的摩尔浓度为1mmol/ml。2.抗菌聚丁二烯嵌段共聚物的制备。以四氢呋喃为溶剂、n-(2,3,4,5,6-四羟苯基)甲基丙烯酰胺为单体、偶氮二异丁腈为引发剂、聚丁二烯大分子链转移剂为链转移剂，在无水无氧、氮气保护条件下70～80℃反应1～3小时，反应后在液氮中将产物猝冷停止反应，将所得的反应产物在沉淀剂中进行沉淀，得到抗菌聚丁二烯嵌段共聚物。其中，偶氮二异丁腈为引发剂与聚丁二烯大分子链转移剂、n-(2,3,4,5,6-四羟苯基)甲基丙烯酰胺的摩尔比为1:10:1000。3.刚性增强聚丁二烯材料的制备。以四氢呋喃为溶剂、硅烷为单体、偶氮二异丁腈为引发剂、抗菌聚丁二烯嵌段共聚物为链转移剂，在无水无氧、氮气保护条件下70～80℃反应1～3小时，反应后在液氮中将产物猝冷停止反应，将所得的反应产物在沉淀剂中进行沉淀，得到刚性增强聚丁二烯材料。其中，所述的硅烷具有以下结构式：其中，所述偶氮二异丁腈与抗菌聚丁二烯嵌段共聚物、硅烷的摩尔比为1:10:1000。其中，所述硅烷在聚合体系中的摩尔浓度为1mol/l。与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：本发明制备得到的刚性增强聚丁二烯材料通过在聚丁二烯的分子链上嵌段具有抗菌作用和疏水作用的聚合物，得到一种具有抗菌作用和疏水作用的刚性聚丁二烯。附图说明图1为刚性增强聚丁二烯材料的gpc图。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本
技术领域：
常规试剂、方法和设备。实施例1聚丁二烯大分子链转移剂的合成。将4-氰基-4-(十二烷基硫烷基硫代羰基)硫烷基戊酸(5.0mmol)溶解在20ml无水四氢呋喃thf中，不断搅拌下缓慢加入氯化亚砜socl2(5.0mmol)，70℃回流1.5h，结束反应，减压蒸馏除去socl2和thf，得淡黄色油状产物，并用适量的甲苯溶液溶解。n2保护下，将单末端羟基聚丁二烯(1.0mmol)溶解于30ml无水甲苯中，加热到70℃，待单末端羟基聚丁二烯完全溶解后加入1ml吡啶，继续搅拌30min，逐渐滴加上述的溶于甲苯溶液的淡黄色油状产物，80℃下搅拌3h后，产物冷却到室温，经甲苯/甲醇不断溶解/沉淀循环两次后，真空45℃下烘干至恒重，得到聚丁二烯大分子转移剂，产率为72.6％。实施例2抗菌聚丁二烯嵌段共聚物的合成。将n-(2,3,4,5,6-四羟苯基)甲基丙烯酰胺(10.0mmol)，聚丁二烯大分子链转移剂为链转移剂(1.0mmol)以及偶氮二异丁腈(0.1mmol)溶解在10ml的四氢呋喃中，经多次抽充氮气操作，70℃反应1h后，放入液氮中将产物猝冷使反应停止，以甲醇/水为沉淀剂，反复沉淀3次，真空45℃下烘干至恒重，得到抗菌聚丁二烯嵌段共聚物，产率为77.3％。实施例3刚性增强聚丁二烯材料的合成。将硅烷(10.0mmol)，聚丁二烯大分子链转移剂为链转移剂(1.0mmol)以及偶氮二异丁腈(0.1mmol)溶解在10ml的四氢呋喃中，经多次抽充氮气操作，70℃反应1h后，放入液氮中将产物猝冷使反应停止，以甲醇/水为沉淀剂，反复沉淀3次，真空45℃下烘干至恒重，得到刚性增强聚丁二烯材料，产率为70.8％。实施例4刚性增强聚丁二烯材料的合成。将硅烷(10.0mmol)，聚丁二烯大分子链转移剂为链转移剂(1.0mmol)以及偶氮二异丁腈(0.1mmol)溶解在10ml的四氢呋喃中，经多次抽充氮气操作，70℃反应2h后，放入液氮中将产物猝冷使反应停止，以甲醇/水为沉淀剂，反复沉淀3次，真空45℃下烘干至恒重，得到刚性增强聚丁二烯材料，产率为71.4％。实施例5刚性增强聚丁二烯材料的合成。将硅烷(10.0mmol)，聚丁二烯大分子链转移剂为链转移剂(1.0mmol)以及偶氮二异丁腈(0.1mmol)溶解在10ml的四氢呋喃中，经多次抽充氮气操作，70℃反应3h后，放入液氮中将产物猝冷使反应停止，以甲醇/水为沉淀剂，反复沉淀3次，真空45℃下烘干至恒重，得到刚性增强聚丁二烯材料，产率为73.0％。实施例6将实施例3刚性增强聚丁二烯材料在80℃下真空干燥12h，在双辊温度为225℃的开放式热炼机上加入100wt％刚性增强聚丁二烯材料，待其熔融包辊后，混炼10min后均匀出片，在平板硫化机上于230℃下热压10min、室温冷压8min、出片，在万能制样机上制备各种标准样条。实施例7将实施例4刚性增强聚丁二烯材料在80℃下真空干燥12h，在双辊温度为225℃的开放式热炼机上加入100wt％刚性增强聚丁二烯材料，待其熔融包辊后，混炼10min后均匀出片，在平板硫化机上于230℃下热压10min、室温冷压8min、出片，在万能制样机上制备各种标准样条。实施例8将实施例5刚性增强聚丁二烯材料在80℃下真空干燥12h，在双辊温度为225℃的开放式热炼机上加入100wt％刚性增强聚丁二烯材料，待其熔融包辊后，混炼10min后均匀出片，在平板硫化机上于230℃下热压10min、室温冷压8min、出片，在万能制样机上制备各种标准样条。对比例1加工前，将聚丁二烯在80℃下真空干燥12h，在双辊温度为155℃的开放式热炼机上加入100质量份聚丁二烯，待其熔融包辊后，混炼10min后均匀出片，在平板硫化机上于160℃下热压10min、室温冷压8min、出片，在万能制样机上制备各种标准样条。抗菌性测试：采用扩散法(打孔法)研究了实施例4制备得到的材料在浓度为10mg/ml时对大肠杆菌(e.coli,ec)的体外抑菌作用。采用ocah200接触角测试仪测定实施例4制备得到的材料的接触角。拉伸强度按标准hg/t2580-2008测定。弯曲强度按标准gb/t12585-2001测定。表1为刚性增强聚丁二烯材料的抗菌性能、疏水性能和力学性能。样品抗菌性接触角拉伸强度(mpa)断裂伸长率(％)实施例6+++15362201.3实施例7+++15771212.2实施例8+++16179234.0对比例1无10141237.5上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12