《表1 反应条件对改性程度的影响 (其中, [TEOS]/[CC]=0.1)》

  提示：宽带有限、当前游客访问压缩模式

本系列图表出处文件名：随高清版一同展现

《基于天然橡胶的自修复弹性体材料的合成及性能研究》

1. 获取 高清版本忘记账户？点击这里登录

1. 下载图表忘记账户？点击这里登录

自修复弹性体的合成是首先对双键进行环氧化，即在受控条件下，主链部分双键被氧化成环氧基团；然后，利用环氧基团与正硅酸乙酯水解产物之间的开环接枝反应在NR分子中引入多重氢键和可相互缠绕的悬挂链，结合NR优异的高弹性，使其呈现出自修复的能力。环氧化反应的关键在于在保证环氧度的前提下避免生成呋喃环、自交联等副反应[1]的发生。TEOS水解、环氧基团的开环以及环氧基团和TEOS水解产物之间的开环接枝反应对体系pH都有很大的依赖。综上，反应条件，如反应温度、pH和反应物用量不仅对环氧化及开环接枝反应有影响，也会影响副反应进行的程度。根据前期结果，重点研究了反应温度和pH对改性程度的影响，结果见表1。改性程度代表已反应双键占初始双键的摩尔比。TEOS水解反应适宜的温度一般为25～60℃[14]，结合环氧度对反应温度的要求以及副反应的影响，选择反应温度45～65℃。由表1可见，产物的改性程度随温度升高出现先增后降的趋势，50℃时改性程度最高达到20.8%，超过60℃后改性程度稍有降低，这是由于副反应速率增加的结果。对于TEOS的水解-缩合反应，酸性条件有利于TEOS水解，水解产物以硅羟基为主；碱性条件下缩合反应速率大于水解反应速率，易得到交联产物[14]。本实验的目的在于构建多重氢键网络，因此在酸性条件下进行TEOS的水解反应。对于开环接枝过程，环氧基团在酸或碱的催化作用下都可以开环，同时还可能伴有重排和环化等副反应[15]。根据表1，酸性条件下产物的改性程度高于碱性条件下，中性条件下改性程度最低，pH=5时的改性程度最高。这是由于，酸性条件更利于环氧基团的开环，但反应过程中HCOOH的浓度过高，会增加扩环、交联反应等副反应的速率。