A simple two-step approach involving rubber modification and cross-linking yields fully reworkable, elastic rubber products.
रबर उत्पादों के लिए पार से जोड़ने के उपकरण के रूप में Diels Alder थर्मामीटरों प्रतिवर्ती रसायन विज्ञान प्रयोग करने के लिए एक विधि का प्रदर्शन किया जाता है। इस काम में, एक वाणिज्यिक एथिलीन propylene रबर, Maleic एनहाइड्राइड साथ grafted, थर्मामीटरों reversibly दो चरणों में पार से जुड़े है। लंबित एनहाइड्राइड moieties पहले furfurylamine रबर रीढ़ की हड्डी से furan समूहों भ्रष्टाचार के साथ संशोधित कर रहे हैं। ये लटकन furan समूहों तो कर रहे हैं एक Diels-Alder युग्मन प्रतिक्रिया के माध्यम से एक बीआईएस maleimide के साथ पार से जुड़े। दोनों प्रतिक्रियाओं प्रयोगात्मक शर्तों का एक व्यापक रेंज के अंतर्गत किया जा सकता है और आसानी से एक बड़े पैमाने पर लागू किया जा सकता है। जिसके परिणामस्वरूप Diels-Alder पार से जुड़े घिसने की सामग्री गुण एक पेरोक्साइड ठीक एथिलीन / प्रोपलीन / diene रबर (EPDM) संदर्भ के समान हैं। पार लिंक (> 150 डिग्री सेल्सियस) ऊंचा तापमान पर तोड़ने रेट्रो-Diels-Alder प्रतिक्रिया के माध्यम से और कम तापमान पर थर्मल annealing (50-70 डिग्री सेल्सियस) से सुधार किया जा सकता है। प्रणाली के उलटने बुद्धि साबित हो गया थाज अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी, घुलनशीलता परीक्षण और यांत्रिक गुणों। सामग्री की recyclability भी छोटे भागों और संपीड़न उन्हें नए नमूने में ढलाई तुलनीय यांत्रिक गुणों, जो पारंपरिक पार से जुड़े घिसने के लिए संभव नहीं है प्रदर्शित करने में एक पार से जुड़े नमूना काटने से एक व्यावहारिक तरीके से दिखाया गया था, यानी,।
सल्फर vulcanization और पेरोक्साइड इलाज वर्तमान में रबर उद्योग में मुख्य औद्योगिक पार से जोड़ने की तकनीक, अपरिवर्तनीय रासायनिक पार से लिंक है कि पिघल पुनर्प्रसंस्करण रोकने से बेदखल कर रहे हैं। 1, 2 दृष्टिकोण ए 'पालने के लिए पालने' पार से जुड़े घिसने पुनरावृत्ति करने के लिए एक सामग्री के लिए जरूरी है कि सेवा शर्तों पर जुड़े पार करने के लिए इसी तरह के स्थायी रूप से घिसने बर्ताव करता है, जबकि उच्च तापमान पर प्रोसेस और एक थर्माप्लास्टिक की पूरी recyclability कर रही है। एक दृष्टिकोण ऐसे recyclability प्राप्त करने के लिए प्रतिवर्ती पार से लिंक है कि एक बाहरी उत्तेजना का जवाब, इस तरह के तापमान के रूप में (भविष्य औद्योगिक अनुप्रयोगों की दृष्टि से सबसे व्यावहारिक) के साथ रबड़ नेटवर्क का उपयोग करता है। 3-5 अपेक्षाकृत कम सेवा में इन पार लिंक के गठन तापमान, रबर का अच्छा यांत्रिक व्यवहार के लिए आवश्यक है, जबकि उच्च तापमान (मूल गैर-पार से जुड़े परिसर के तापमान प्रसंस्करण के समान) में अपने दरार r के लिए अनुमति देता हैसामग्री की eCycling।
कुछ विशिष्ट सामग्री transesterification प्रतिक्रियाओं के माध्यम से ठंड polycondensation प्रतिक्रियाओं के माध्यम से या 6 प्रतिवर्ती नेटवर्क टोपोलॉजी तथाकथित द्वारा तथाकथित गतिशील सहसंयोजक नेटवर्क का उपयोग करके reversibly पार से जुड़े। 7-9 इन तरीकों का नुकसान डिजाइनिंग की आवश्यकता है और हो सकता है पहले से ही वांछित गुण है कि मौजूदा, वाणिज्यिक घिसने को संशोधित करने से नए पॉलिमर synthesizing नहीं बल्कि। तकनीक थर्मो reversibly करने के लिए पार से लिंक घिसने ऐसे थर्मो सक्रिय डाइसल्फ़ाइड rearrangements के माध्यम के रूप में हाइड्रोजन संबंध, आयनिक बातचीत और सहसंयोजक संबंध शामिल है। 10-13 हाल ही में, थर्मो-प्रतिवर्ती पार से जोड़ने Diels-Alder के माध्यम से (डीए) रसायन विज्ञान विकसित किया गया था। 14 -21 डीए रसायन विज्ञान पॉलिमर की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए लागू किया जा सकता है और एक लोकप्रिय विकल्प का प्रतिनिधित्व करता है, खासकर के बाद से महंगाई भत्ते की प्रतिक्रिया अपेक्षाकृत तेजी से कैनेटीक्स और हल्के प्रतिक्रिया की स्थिति के लिए अनुमति देता है। 17, 22-24 गुEir कम युग्मन और उच्च तापमान decoupling प्रतिवर्ती बहुलक पार से जोड़ने के लिए furan और maleimide उत्कृष्ट उम्मीदवार हैं। 18-20, 25-28
वर्तमान कार्य के उद्देश्य के लिए एक औद्योगिक रबर उत्पाद (चित्रा 1) के लिए एक थर्मामीटरों प्रतिवर्ती पार से जोड़ने उपकरण के रूप में डीए रसायन विज्ञान के प्रयोग के लिए एक तरीका प्रदान करने के लिए सबसे पहले, ऐसी एथिलीन के रूप में संतृप्त हाइड्रोकार्बन इलास्टोमर, की जेट है। 5 / प्रोपलीन घिसने (EPM), वृद्धि की जानी है। एक व्यावसायिक रूप से प्रासंगिक उदाहरण है कि इस सुविधा है पेरोक्साइड शुरू की Maleic एनहाइड्राइड (एमए) की मुक्त कट्टरपंथी कलम बांधने का काम है। 29-34 दूसरे, एक furan समूह लटकन एनहाइड्राइड में furfurylamine (एफएफए) डालने से इस तरह के एक maleated EPM रबर पर ग्राफ्ट किया जा सकता एक imide के रूप में। 35, 36 अंत में, furan moieties कि इस प्रकार रबर रीढ़ की हड्डी से जुड़े होते हैं तो थर्मामीटरों प्रतिवर्ती डीए रसायन शास्त्र में एक इलेक्ट्रॉन अमीर diene के रूप में भाग ले सकते हैं। 25, 37 इलेक्ट्रॉन पोया बीआईएस maleimide (बीएम) इस पार से जोड़ने की प्रतिक्रिया के लिए एक उपयुक्त dienophile, 38 है। 19, 26
चित्रा 1. रिएक्शन योजना। Furan ग्राफ्टिंग और EPM-G-एमए रबर (5 से अनुमति के साथ reprinted) की bismaleimide पार से जोड़ने। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
एक वाणिज्यिक EPM-G-एमए रबर थर्मामीटरों reversibly एक साधारण दो कदम दृष्टिकोण में पार से जुड़े था। maleated रबर पहले रबर रीढ़ की हड्डी पर furan समूहों भ्रष्टाचार के लिए एफएफए के साथ संशोधित किया गया था। जिसके परिणामस्वरू…
The authors have nothing to disclose.
This research forms part of the research program of the Dutch Polymer Institute, project #749.
ENB-EPDM | LANXESS Elastomers B.V. | Keltan 8550C | |
EPM-g-MA | LANXESS Elastomers B.V. | Keltan DE5005 | Vacuum oven for one hour at 175 °C |
furfurylamine | Sigma-Aldrich | F20009 | Freshly distillated before use |
di-dodecylamine | Sigma-Aldrich | 36784 | |
maleic anhydride | Sigma-Aldrich | M0357 | |
octadecyl-1-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate | Sigma-Aldrich | 367079 | |
bis(tert.-butylperoxy-iso-propyl) benzene | Sigma-Aldrich | 531685 | |
tetrahydrofuran | Sigma-Aldrich | 401757 | |
decalin | Sigma-Aldrich | 294772 | |
acetone | Sigma-Aldrich | 320110 |