Preparación y estudio del rendimiento de retratamiento del vitrimer de caucho natural epoxídico / quitosano maleínico

Hui-juan Lu ,  

Bo Wu ,  

Si-wu Wu ,  

Shui-dong Zhang ,  

Bao-chun Guo ,  

摘要

La preparación de vitrimer de caucho natural epoxídico (ENR) biosostenible utilizando polisacáridos naturales como agentes de reticulación macromoleculares es una estrategia eficaz para resolver el problema del desperdicio de recursos y las altas emisiones de carbono causadas por la difícil reciclabilidad del caucho vulcanizado. Sin embargo, los polisacáridos naturales tienen una baja reactividad en la interfaz con el caucho y baja compatibilidad. En este estudio, se utilizó quitosano modificado con anhídrido maleico (MCh) como agente de reticulación macromolecular, y se construyó una red de reticulación dinámica basada en enlaces éster β-hidroxilo mediante reacción de interfaz por procesamiento térmico con ENR. La estructura se caracterizó mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS), pruebas de hinchazón en equilibrio y curvas de vulcanización. Se evaluaron las propiedades mecánicas, dinámicas y de retratamiento mediante métodos como la tracción uniaxial, análisis dinámico mecánico (DMA), calorimetría diferencial de barrido (DSC), así como pruebas de relajación y recuperación de tensión. Los resultados mostraron que la formación de enlaces éster β-hidroxilo en la interfaz entre MCh y ENR mejoró la compatibilidad. Cuando la adición de MCh fue de 30 phr, la resistencia a la tracción del vitrimer ENR fue 8.4 veces mayor que la del ENR puro. Además, la energía de activación del intercambio de éster fue solo de 61.8 kJ/mol, y tras dos ciclos de retratamiento (180 ℃, 15 MPa, vulcanizado 30 min) la conservación de la resistencia a la tracción fue ≥ 88%, demostrando las ventajas de la reorganización de la red de reticulación dinámica y la capacidad de retratamiento repetido. Los resultados ofrecen nuevas ideas para preparar vitrimer ENR de alto rendimiento y retratable, y nuevos métodos para mejorar la interfacialidad de los materiales compuestos.

关键词

quitosano maleínico; caucho natural epoxídico; vitrimer biosostenible; retratamiento

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