【摘 要】
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为了减轻传统硫化橡胶材料对环境的负担,并获得可循环回收的橡胶基复合材料,本研究将β-羟基酯交换键引入到弹性体复合材料中。本课题通过引入羧基化的纤维素纳米晶来制备和表征含有β-羟基酯交换键的橡胶基复合材料。（1）将环氧大豆油（ESO）作为交联剂引入羧基丁腈橡胶（XNBR）/TEMPO氧化纤维素纳米晶（TO-CNC）复合材料中,并成功制备了ESO固化的XNBR/TO-CNC复合材料,其β-羟基酯动态共
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为了减轻传统硫化橡胶材料对环境的负担,并获得可循环回收的橡胶基复合材料,本研究将β-羟基酯交换键引入到弹性体复合材料中。本课题通过引入羧基化的纤维素纳米晶来制备和表征含有β-羟基酯交换键的橡胶基复合材料。（1）将环氧大豆油（ESO）作为交联剂引入羧基丁腈橡胶（XNBR）/TEMPO氧化纤维素纳米晶（TO-CNC）复合材料中,并成功制备了ESO固化的XNBR/TO-CNC复合材料,其β-羟基酯动态共价键在ESO的环氧基和XNBR或TO-CNC的羧基之间形成。CNC的TEMPO氧化反应、β-羟基酯的形成被下述表征所验证,如FTIR、电导率滴定、元素分析、硫化曲线。TO-CNC在复合材料中表现出良好的分散性,并且ESO固化的XNBR/TO-CNC弹性体有明显的机械增强作用,例如,当加入15份TO-CNC时,其拉伸强度比未添加CNC的样品高237%。此外,这种复合材料也显示出良好的重塑能力和再加工性。总之,这项工作为制备绿色交联弹性体/生物基复合材料提供了一种新的方法,克服了传统硫化橡胶无法回收的瓶颈。（2）将三元乙丙橡胶（EPDM）侧链中的双键改性为环氧基团,得到环氧化的EPDM。以纤维素纳米晶为原料,通过DDSA改性在纤维素纳米晶的表面引入含有羧基的侧链,改性的纤维素纳米晶（DDSA-CNC）不仅可以用作环氧化EPDM的填料,而且还可以作为交联剂。并且,在EPDM与DDSA-CNC的界面上生成β-酯动态交换键。由此制备的复合材料,可以通过酯交换反应重新排列网络拓扑结构,从而使复合材料具有类似vitrimer的行为。相比于硫磺硫化的样品,EPDM/CNC复合材料表现出更高的断裂伸长率,约为硫磺硫化样品的7倍。
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