中图分类：TQ332

学科分类：430.50

成果类别：基础理论

成果水平：未评价

研究起止时间：2010-01～2011-12

评价形式：验收

①课题来源与背景 课题依托海南省自然科学基金的资助下,主要是针对传统橡胶硫化工艺的种种弊端,研究采用非硫原子的交联体化新型加工方法与工艺。 ②研究目的与意义 天然橡胶是国家紧缺的重要物资,是四大工业原料中唯一可再生资源。海南是全国最大的天然橡胶生产基地,拥有我国70%以上的资源。随着科技快速发展,对弹性体材料提出了更高性能要求,如：耐高温/低温、强磁性、优良导电性、高绝缘性、抗辐射、隐身等性能,工艺上追求绿色制备新技术。 橡胶制造是污染较重的行业,刺激性强,毒性大,操作条件差,污染生态环境,与当今追寻的环保/低能/高效/绿色工业模式相悖。此外传统方法制备的弹性材料大部分靠分子硫硫化工艺,实现线形高分子间交联到体型化分子网联技术。由于分子间交联存在单硫、2硫至8硫分子片断与高分子链交联,使得聚合物材料分子不均一,另多硫分子键易断裂,这是产品强度低,不耐温耐久,易老化的根源。理应加大基础研发力度,产生一种高性能新型加工产品,使我国在这一领域走在国际前列。 ③主要论点与论据 新制备方法可简述为：i)制备适宜活性自由基聚合前体分子,由活性前体通过光化学反应可控制备所需低聚合度的活性大分子用作交联剂;ii)将聚异戊二烯体系适度环氧化修饰,进而通过（甲基）丙烯酸（酯）开环;iii)低聚合度活性大分子在紫外光作用下与聚异戊二烯体系实现由线性分子交联为网状体型分子,达到非含硫原子硫化的目的。不同类型的前体分子、由此制备的低聚活性大分子、环氧度及（甲基）丙烯酸（酯）用量等在线形聚异戊二烯和天然生胶中的含量,将决定体型交联后橡胶材料的性能。课题实施中大量使用了光化学反应,为便于研究。在项目进行过程中,针对传统点光源光化学反应器的缺陷,我们对实验设备进行了科学性改进,设计出内置冷却式点光源光化学反应器。在光照催化下的一种玻璃化学反应器,特别是高效点光源光化学反应集成反应器,它包括点光源集成装置和反应容器并通过磨口密封安装配合。其主要特点是点光源集成装置上部一侧进气管,正对一侧设有出气管,旁边两侧分别设有直通反应容器的进水管和出水管,中间管是可放置光纤输出末端镜头的玻璃套管。本发明通过集成装置固定镜头,内置循环水装置具有很好的冷却效果,进排气装置又可使反应环境控制在惰性气体高效进行。本反应器设备简单,操作安全可靠,可拆卸,易清洗,制作成本和难度低,适用使用USHIO点光源系列的各类化学实验和化学分析。 ④创见与创新 利用近年来发展的自由基光化学聚合新技术,利用环氧天然橡胶的开环接枝光化学聚合的活性基团,从而使用C、O或N原子替代含S原子进行网状交联。从分子水平提高橡胶材料的稳定性,用于高精尖弹性材料领域。 ⑤社会经济效益,存在的问题 该研究针对传统硫化工艺的种种弊端,研究采用非硫原子的交联体化新型加工方法与工艺,制备新型精细产品,同时研究探索体化交联机理,优化工艺参数。从根本上改变目前产品质量低下、品种单一、附加值低的现状。主要存在问题是：光聚合交联反应时间比传统的热硫化较长,下一步仍需要继续改进。