Une approche simple en deux étapes impliquant la modification du caoutchouc et la réticulation permet d’obtenir des produits en caoutchouc élastiques entièrement retravaillés.
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Article de méthode
La préparation et les propriétés des Thermo-réversiblement réticulé Rubber Chemistry Via Diels-Alder
Dans cet article
Résumé
Résumé
Procédé pour l'utilisation de la chimie de Diels-Alder thermo-réversible comme outil de réticulation pour le caoutchouc est démontrée. Dans ce travail, un caoutchouc éthylène-propylène commercial, greffé avec de l'anhydride maléique, est thermo-réticulation réversible en deux étapes. Les groupements anhydride en attente sont d'abord modifiées par furfurylamine pour greffer des groupes furanne au squelette du caoutchouc. Ces groupes furanne pendants sont ensuite réticulés avec un bis-maléimide par l'intermédiaire d'une réaction de couplage de Diels-Alder. Les deux réactions peuvent être réalisées dans un large éventail de conditions expérimentales et peuvent être facilement appliquées sur une grande échelle. Les propriétés matérielles des Diels-Alder caoutchoucs réticulés résultants sont similaires à un copolymère éthylène / propylène / caoutchouc de diène (EPDM) référence de peroxyde durci. Les liaisons transversales se brisent à des températures élevées (> 150 ° C) par la réaction de rétro-Diels-Alder et peuvent être réformées par recuit thermique à des températures plus basses (50-70 ° C). Réversibilité du système a été prouvé with spectroscopie infrarouge, des essais de solubilité et les propriétés mécaniques. La recyclabilité du matériau a également été montré d'une manière pratique, à savoir, en coupant un échantillon réticulé en petites parties et la compression leur moulage dans de nouveaux échantillons présentant des propriétés mécaniques comparables, ce qui est impossible pour les caoutchoucs classiquement réticulés.
Introduction
Soufre vulcanisation et le peroxyde durcissement sont actuellement les principales techniques de réticulation industrielles dans l'industrie du caoutchouc, ce qui donne des liaisons croisées chimiques irréversibles qui empêchent le retraitement à l' état fondu. 1, 2 A ' du berceau au berceau' approche de recycler les caoutchoucs réticulés nécessite un matériau comporte des caoutchoucs semblables à réticulés en permanence à des conditions de service, tout en ayant la capacité de traitement et de recyclage complet d'une matière thermoplastique à haute température. Une approche pour atteindre une telle recyclabilité utilise les réseaux c....
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Protocole
1. Modification du caoutchouc
- Préparer l'EPM à maléate (EPM-g-MA, 49% en poids d'éthylène, 2,1% en poids MA, Mn = 50 kg / mol, PDI = 2.0) caoutchouc et furfurylamine (FFA) avant de commencer l'expérience, comme indiqué dans les étapes 1.1.1- 1.1.4. 5
- Sécher le caoutchouc EPM-g-MA dans une étuve sous vide pendant une heure à 175 ° C pour transformer l' acide présent dans le di-anhydride. 11
- Moule de compression d'un film de caoutchouc d'épaisseur 0,1 mm dans une presse à chaud pendant 10 minutes à 150 ° C et 100 bars.
- Enregistrer un spectre de transmission infrarouge du film obtenu a....
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Résultats
La modification réussie de l' EPM-g-MA dans l' EPM-g-furane et la réticulation avec le bismaléimide est représenté par spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) (figure 2). La présence de groupes furanne dans le produit EPM-g-furane peut être déduite de la scission du pic CC aliphatique étirement ( 
= 1,050 cm -1) en deux pics furane (
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Discussion
Un caoutchouc EPM-g-MA commerciale était thermo-réversible réticulé dans une approche simple en deux étapes. Le caoutchouc maléaté a été modifié avec la FFA pour greffer des groupes furanne sur le squelette du caoutchouc. Les furannes en attente résultant montrent la réactivité comme diènes de Diels-Alder. Un BM aliphatique est utilisé comme agent de reticulation, ce qui entraîne un pont thermo-réversible entre deux groupements furane. Les deux réactions ont réussi avec de bonnes conversions (> 80%) selon la spectros.......
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Déclarations de divulgation
L’auteur Martin van Duin est un employé de LANXESS Elastomers B.V. qui produit les caoutchoucs EPM-g-MA utilisés dans cet article.
Remerciements
Cette recherche fait partie du programme de recherche de l’Institut néerlandais des polymères, projet #749.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| ENB-EPDM | LANXESS Elastomers B.V. | Keltan 8550C | |
| EPM-g-MA | LANXESS Elastomers B.V. | Keltan DE5005 | Four sous vide pendant une heure à 175 ; ° ; C |
| furfurylamine | Sigma-Aldrich | F20009 | Fraîchement distillé avant utilisation |
| di-dodécylamine | Sigma-Aldrich | 36784 | |
| anhydride maléique | Sigma-Aldrich | M0357 | |
| octadécyl-1-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphényl)propionate | Sigma-Aldrich | 367079 | |
| bis(tert-butylperoxy-iso-propyl) benzène | Sigma-Aldrich | 531685 | |
| tétrahydrofurane | Sigma-Aldrich | 401757 | |
| décaline | Sigma-Aldrich | 294772 | |
| acétone | Sigma-Aldrich | 320110 |
Références
- Myhre, M., MacKillop, D. A. Rubber recycling. Rubber Chem Technol. 75 (3), 429-474 (2002).
- Baranwal, K. C., Stephens, H. L. Basic Elastomer Technology. , ACS Rubber Division. Akron, USA. (2001).
- Such, G. K., Johnston, A. P. R., Liang, K., Caruso, F.
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Réimpressions et autorisations
