[发明专利]一种热塑性弹性体的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于天然化合物与天然高分子的复合技术领域，具体涉及一种来源于纤维素、松香、脂肪酸等天然可再生资源的热塑性弹性体的制备方法。

背景技术

纤维素是世界上最丰富的天然有机物，是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，主要的生物学功能是构成植物的支持组织，占植物界碳含量的50％以上。纤维素无论一年生或多年生植物，尤其是各种木材都含有大量的纤维素，棉花的纤维素含量接近100%，一般木材中纤维素占40～50%。地球上每年由植物产生的纤维素含量约1.5×10¹²吨，它具有来源广泛、可降解、无毒、良好的生物相容性等优点，在新材料领域具有良好的应用前景。纤维素大分子的分子式为：（C₆H₁₀O₅）_n，是D-葡萄糖以β-1，4糖苷键组成的大分子多糖，分子量约50000～2500000，纤维素大分子中的每一个葡萄糖单元中有三个极性的羟基,具有高结晶度的两相体系。纤维素的结构特点决定纤维素具有很强的刚性和机械性。由于氢键的作用，纤维素在水中有高度的不溶性，同时也不溶于稀酸、稀碱和大部分有机溶剂，合适的纤维素分散体系是实现纤维素功能化改性的技术关键。

原子转移自由基聚合(ATRP)是近几年来迅速发展并有着重要应用价值的聚合技术，它能实现可控／活性聚合，使最终产物的相对分子质量分布较窄，是大分子设计的有效工具。其来源于有机化学中的原子转移自由基加成即Kharasch加成，典型的ATRP引发体系由引发剂(如烷基卤代物RX)、催化剂(如过渡金属卤化物CuBr、CuCl、NiCl等)和络合配位体(如联吡啶)所组成。它可以通过分子设计制得多种具有不同拓扑结构(线形，梳状，网状，星型，树枝状大分子等)、不同组成(共聚，嵌段，接枝等)和不同功能化的结构确定的(well definded)高分子。ATRP集自由基聚合和活性聚合的优点，与其它活性聚合相比，具有适用单体范围广、聚合条件温和并易于实现工业化等显著优点，可控性佳，可合成多种结构新颖的分子，已成为合成新型高分子材料研究的一个新方向。其产品在高性能黏合剂、分散剂、表面活性剂、高分子合金增容剂和加工助剂、热塑性弹性体、绿色化学品、电子信息材料及新型含氟材料等高技术领域都具有广泛的应用前景。近年来ATRP已被成功应用于纤维素及其衍生物的修饰和改性，其中纤维素材料包括木浆纤维、棉纤维、微晶纤维素、纳米纤维素晶体；纤维素类衍生物有乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和醋酸纤维素等。多种单体，如苯乙烯、（甲基）丙烯酸酯、N-异丙烯丙烯酰胺等被应用于纤维素及其衍生物的改性研究。

脂肪酸和树脂酸均是可再生资源，脂肪酸（fatty acid）主要来源于可再生资源油脂，具有长烃链的羧酸。通常以酯的形式为各种脂质的组分，含有2个或2个以上双键的多双键脂肪酸则必须从植物中获取，富含单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸组成的脂肪在室温下呈液态，大多为植物油，如花生油、玉米油、豆油、坚果油（即阿甘油）、菜子油等，常用的十二烯酸、十八烯酸等可以从天然植物油脂经过皂化或高温高压下分解得到，例如椰子油、山苍子核仁油、棕榈核仁油及山胡椒仁油等。其他植物中，如棕仁油、擦树籽油、樟树籽油等亦可服务业制取十二酸。脂肪酸可用于丁苯橡胶生产中的乳化剂和其它表面活性剂、润滑剂、光泽剂；还可用于生产高级香皂、透明皂、硬脂酸及各种表面活性剂的中间体。树脂酸来源于我国主要的林化产品——松香，是松香的主要成份，也是一类化合物的总称，含量在80%以上，树脂酸在结构上基本是含有两个双键和一元酸的三环菲骨架，可以用C₂₀H₃₀O₂表示。利用树脂酸中的双键、羧基和树脂酸的异构化特性，可以其进行分离和化学改性，可以合成歧化松香、氢化松香等各种树脂酸衍生物及各种松香酯等深加工产品，其中也包括一些可进行自由基聚合的单体（CN101215445，CN101492591，CN101265392，CN101066918）。如下所示：

发明内容

解决的技术问题：为了充分利用可再生资源脂肪酸、树脂酸，本发明提供了一种来源于纤维素、松香、脂肪酸等天然可再生资源的热塑性弹性体的制备方法，采用ATRP聚合方式制备热塑性弹性体材料。