二烯烃橡胶是指由含共轭双键的烃类化合物聚合而成的橡胶。由于具有优异的物理机械性能,例如较高的拉伸强度与模量,较好的耐磨、耐老化性能等,不管是生活中还是工业领域,其应用范围非常广泛。二烯烃橡胶必须经过硫化交联才具备使用价值。传统的交联方法(硫磺或过氧化物交联)产生不可逆共价键交联网络,材料一旦破坏不能愈合也不能加工,造成了资源的浪费和环境的污染。为了延长其使用寿命和循环再利用,人们将动态共价键引入到橡胶中,利用动态共价键的可逆特性使交联网络发生重排,从而赋予材料愈合以及再回收利用的功能。此外,如何提高二烯烃橡胶的力学性能,拓宽其应用范围,也是人们关注的重点。因此,制备具有愈合、可重复加工且力学性能优异的二烯烃橡胶材料具有重要的意义。本研究将合成的硼酸酯交联剂交联二烯烃橡胶及其衍生物。基于硼酸酯键的动态交换反应,交联橡胶网络在热的作用下可以发生重排松弛应力,从而赋予橡胶愈合和重复加工能力。进一步在交联网络中引入生物启迪的牺牲键,赋予橡胶高强度和高韧性,同时赋予橡胶形状记忆功能性质。具体工作如下:合成了含硼酸酯键的巯基交联剂2,2’-(1,4-亚苯基)-二[4-巯基-1,3,2-二恶硼烷](BDB)。通过BDB的巯基与丁苯橡胶(SBR)的双键间的“巯基-烯”点击反应,将动态硼酸酯键引入到SBR。硼酸酯交联SBR表现出优良的力学性能、优异的愈合性能和重复加工性能。采用简单双辊开炼和热压硫化,通过BDB的巯基与环氧化天然橡胶(ENR)的环氧基的开环反应,将动态硼酸酯键引入ENR中。硼酸酯交联ENR表现出优异力学性能(拉伸强度可达14 MPa,断裂伸长率可达475%)、高愈合效率(80°C愈合24 h,愈合效率超过90%)以及可重复加工(力学性能恢复率超过70%)。在硼酸酯交联的SBR中,通过4-苯基-3H-1,2,4-三唑啉-3,5-二酮(TAD)点击反应引入脲唑基团,从而引入额外的氢键交联。外力作用下,氢键扮演牺牲键角色,通过可逆断裂/重构耗散能量,显著提升了SBR网络的拉伸强度和模量。基于氢键簇对温度的响应性和硼酸酯的动态特性,制备了具有复杂几何形状结构的形状记忆材料。在硼酸酯交联的ENR中通过氯化锌引入锌离子,从而引入额外的Zn(II)-O配位键交联。外力作用下,Zn(II)-O配位键扮演牺牲键角色,通过可逆断裂-重构耗散能量,从而显著增加硼酸酯交联橡胶的强度和断裂韧性。Zn(II)-O配位键在高温下发生解离,不影响硼酸酯键的交换反应,因此交联橡胶网络的动态性能(愈合和重复加工)得到保持。