当今世界,因为石化资源的日益枯竭,世界各国的能源压力增加,石油相关产业面临着巨大的挑战,由可再生资源替代石油基聚合物的研究越来越受到关注。生物基弹性体是石油基弹性体的可替代产品。一方面,自然界中存在大量生物质残留体可提炼出反应性单体,它们可通过聚合得到生物基弹性体。另一方面,自然界中除了天然橡胶,还存在杜仲橡胶等天然高分子资源。天然橡胶(NR)具有应变结晶行为,其拉伸强度和断裂伸长率大,但其模量低;杜仲橡胶(EUG)具有反式链结构,在室温下易结晶,因此不具备高弹性。本论文通过在合成的生物基弹性体中引入四重氢键为可牺牲键和在天然橡胶中加入高交联密度的杜仲橡胶构筑可牺牲微区,研究可牺牲单元的构筑方法及其对橡胶性能的影响。具体工作如下:以衣康酸、癸二酸、丁二酸、丙二醇和丁二醇等生物质单体通过缩聚合成生物基聚酯弹性体(BPE),以季戊四醇四-3-巯基丙酸酯为交联剂,通过“巯基-烯”点击化学反应,化学交联BPE的同时在网络中接枝含丙烯酸酯的2-脲基-4-[1H]-嘧啶酮(UPy MA),从而在交联网络中构建了可逆牺牲键四重氢键。四重氢键在外力作用下优先断裂并通过可逆断裂-重组耗散大量能量,从而增强增韧BPE;氢键在热作用下解离,还赋予了弹性体热响应的形状记忆性能。以高硫磺含量交联EUG获得高交联密度的EUG(硬相),将其粉碎为颗粒后与NR机械共混,采用硫磺硫化体系进行交联。EUG硬相充当填料角色和巨型交联点,可显著提高NR的定伸强度。同时,由于EUG硬相与NR的共价键结合界面和EUG硬相的高弹性,EUG填充NR的压缩生热比传统炭黑填充NR复合材料明显更低。在外力作用下,EUG硬相作为可牺牲微区,通过其自身的变形和较短链优先断耗散能量,提高网络韧性和保留断裂伸长率。此外,EUG硬相对其它硫磺交联的橡胶或橡胶复合材料也具有显著的增强效果。