科创中国

一种具有动态交联结构的丁腈橡胶的制备方法，丁腈物理性能优异,在制造领域中被广泛应用。其作为密封橡胶制品，广泛用于航空与制造方面，其中有一半用于车用密封件。新型nbr的开发，为nbr拓宽了新的应用领域，国外也将其用于一些重工业。由于近年来nbr改性材料受到了广泛重视，并且被投入到大量研究当中，使得nbr的发展道路十分宽阔。近年来，nbr年消费量的年均增长率一直保持在百分之十几。加上我国部分基础工业兴起，我国nbr及其附属制品的需求量将保持持续性增长，前景普遍被看好。

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种具有动态交联结构的丁腈橡胶的制备方法，制备可逆丁腈的方法并制备出了具有可回收和再加工能力的新型丁腈橡胶。其核心是通过丁腈橡胶上氰基肟化后和异氰酸酯反应形成了具有可逆性的氨基甲酸酯键。技术方案一种具有动态交联结构的丁腈橡胶的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1、氰基肟化：将丁腈橡胶于40-80℃下搅拌溶解于有机溶剂，配置成质量分数为5-11wt％的溶液，随后加入所加丁腈橡胶中氰基摩尔量的1.1～2.13倍量的肟化改性剂，在40-80℃下反应6-24h，反应结束后冷却到室温，用水和乙醇洗涤产物，然后将产物打碎成粉并干燥，得到肟化丁腈橡胶；所述有机溶剂具有极性；步骤2、肟化橡胶交联反应：将肟化丁腈橡胶溶解于有机溶剂中，加入交联剂异氰酸酯，反应4-10h；反应后洗涤产物，然后将产物打碎成粉并干燥；所述交联剂异氰酸酯加入量为所加肟化丁腈橡胶中偕胺肟基摩尔量的0.4～1.0倍量；所述有机溶剂具有极性；

丁腈物理性能优异,在制造领域中被广泛应用。其作为密封橡胶制品，广泛用于航空与制造方面，其中有一半用于车用密封件。新型nbr的开发，为nbr拓宽了新的应用领域，国外也将其用于一些重工业。由于近年来nbr改性材料受到了广泛重视，并且被投入到大量研究当中，使得nbr的发展道路十分宽阔。近年来，nbr年消费量的年均增长率一直保持在百分之十几。加上我国部分基础工业兴起，我国nbr及其附属制品的需求量将保持持续性增长，前景普遍被看好。

未硫化的橡胶分子链都是线性结构,强度低,耐磨性能差。现有的橡胶都是采用硫磺作为硫化剂,在硫化后,硫磺会与橡胶中的双键发生反应,形成立体网状的结构,力学强度和耐磨性能均得到提升。但是,由于硫化后,橡胶中立体网状结构的作用力为共价键,作用力强,不容易断键,导致硫化后的橡胶无法重新回收利用,严重制约了橡胶的进一步发展与应用,同时给环境带来了极大的污染。因此,如果能发明一种可回收橡胶将大大减少资源浪费，同时也减轻给环境造成的压力。

动态共价化学是近年来发展起来的一门新兴学科,其具有一些类似超分子化学的特征,在适宜的条件下可以发生可逆的共价键“断裂”和“形成”,由于动态共价化学中的动态共价键的键能大于分子间相互作用力,使得动态共价键具有一定的强度,能够形成较为稳定的分子结构。动态共价键良好地结合了超分子非共价相互作用的可逆性共价键的稳固性，使得其得到了广泛的应用,这为我们实现丁腈橡胶的回收和再加工提供了可能性。

由于丁腈橡胶中的氰基具有反应活性，为设计可逆键提供了可能。但目前，尚无关于动态可逆丁腈橡胶的报道。

技术研发人员：张秋禹;王文艳;宋庆飞;尹常杰;闫毅西北工业大学（简称西工大）坐落于陕西西安，是一所以发展航空、航天、航海等领域人才培养和科学研究为特色的国家“双一流”建设高校，隶属于工业和信息化部。学校1960年被国务院确定为全国重点大学，“七五”“八五”均被国务院列为国家重点建设高校之一，1995年首批进入“211工程”，2001年进入“985工程”，2017年进入“一流大学”建设高校（A类）行列，是“卓越大学联盟”成员高校，是“一带一路”航天创新联盟发起高校。

有益效果

本发明提出的一种具有动态交联结构的丁腈橡胶的制备方法，通过将丁腈橡胶上氰基肟化后再和异氰酸酯交联剂反应制备得到。其中，异氰酸酯与肟化丁腈橡胶的交联反应为其引入了氨基甲酸酯键，所述的氨基甲酸酯键是形成及维持该种动态丁腈橡胶结构的必要条件。通过对丁腈橡胶氰基含量、交联剂结构以及交联剂相对用量的调控，可制备出不同性质的动态丁腈橡胶。此外，由于丁腈橡胶交联体系中有氨基甲酸酯键在不加任何催化剂的情况下即具有的良好的动态可逆性，使体系体现出自修复、可回收的特点。所制备的改性交联材料的力学性能与传统的硫化nbr相似，温度升高到120℃，通过交联结构中肟激活的氨基甲酸酯键的热分解实现可逆。破坏成小块后，交联橡胶可以再加工，并恢复其大部分初始机械性能。在保证橡胶性能的同时解决了现有硫化丁腈橡胶不能回收利用、环境污染大的问题。

技术转让