【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及橡胶弹性体材料制备，尤其是涉及一种具有形状记忆和自修复性的热塑性弹性体及其制备方法和应用。
技术介绍
1、因多数聚合物不可生物降解，引发了严重的环境问题，促使生物可降解聚合物及其共混物成为研究热点。聚己内酯(pcl)由于具有可降解性、良好的形状记忆温控性质等，广泛应用于生物医疗、塑形材料的生产与加工等领域。而以pcl和环氧化天然橡胶(enr)为主要原料制备的热塑性弹性体受到关注，但现有相关技术存在不足。
2、例如，中国专利技术专利cn116218060a公开了一种自修复环氧化天然橡胶复合材料及其制备方法，该方法利用表面羟基多孔mxene和改性乳胶enr间的动态可逆界面作用，提升了弹性体材料的机械性能和自修复性能。此方法一定程度上优化了自修复弹性体的性能，但是该方法制备工艺较为繁琐，同时该方法未对复合材料的形状记忆性能进行设计和探索，单一地进行自修复性能研究会对其应用领域产生限制性，无法满足当前可持续发展的需求；中国专利技术专利cn116376251a公开了一种具有形状记忆和抗菌性的聚酯杂化纳米tio2薄膜，该方法利用端羧化的聚己内酯(pcl-cooh)与硅烷改性的tio2通过酰胺键接枝反应生成pcl-tio2，然后与pla共混铸膜，该方法所制备的材料具有可重复的形状记忆性能和优异的抗菌性能。但此方法制备工艺复杂，且仅对复合材料的形状记忆性能和抗菌性能进行探索，尚未对复合材料的自修复性能进行功能化设计，导致材料的利用率降低。
3、因此，提供一种热塑性弹性体，使其具有形状记忆性能和自修复性能具有
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种热塑性弹性体，具有良好力学性能、自修复能力和形状记忆性能，且制备方法简便、高效、绿色。
2、本专利技术还提供了一种热塑性弹性体的制备方法。
3、本专利技术还提供了一种热塑性弹性体的应用。
4、本专利技术的第一方面提供了一种热塑性弹性体，以重量份数计，所述热塑性弹性体包括以下制备原料：
5、己内酯类化合物10～50份；
6、环氧化天然橡胶50～90份；
7、植酸0.1～10份；
8、金属化合物0.1～10份。
9、根据本专利技术第一方面实施例的热塑性弹性体，至少具有如下有益效果：
10、本专利技术以天然橡胶衍生物环氧化天然橡胶(enr)、聚己内酯(pcl)为主要原料，以植物种子中提取出来的有机磷类化合物植酸(pa)和金属化合物作为硫化剂制备的热塑性弹性体具备良好的自修复能力、形状记忆性能和力学性能。enr和pcl间存在相分离，enr相以连续网状结构分布在pcl基体中，且enr与pcl的缠结和分子间相互作用，使得橡胶基弹性体具有良好的形状记忆效应；通过pa中磷酸基团与enr中环氧基团发生共价交联形成可逆磷酸酯键，并且pa与金属化合物有强烈的配位相互作用，因此将植酸和金属化合物共同应用于pcl/enr共混物中构建基于磷酸酯键/配位键的双交联网络，使橡胶基弹性体具有自修复性能、良好的形状记忆性能和力学性能，有效提高了材料的利用率。
11、本专利技术将pa和金属化合物引入pcl/enr橡胶基弹性体中，不仅使其力学强度有明显提升，也使其具有优异的自修复性能，从而使橡胶基弹性体制品的可靠性和使用寿命得到提高。本专利技术的制备原料pcl具有生物降解性、enr、pa属于可再生生物资源，符合可持续发展的需求。
12、根据本专利技术的一些实施方式，以重量份数计，所述热塑性弹性体包括以下制备原料，环氧化天然橡胶和聚己内酯为100份，其中：
13、聚己内酯40～50份；
14、环氧化天然橡胶50～60份；
15、植酸1.2～8份；
16、金属化合物0.3～1.2份。
17、据本专利技术的一些实施方式，所述己内酯类化合物包括ε-己内酯单体、聚己内酯、聚己内酯二醇、甲氧基聚乙二醇聚己内酯中的至少一种。
18、优选地，所述己内酯类化合物包括ε-己内酯单体或聚己内酯。
19、根据本专利技术的一些实施方式，所述环氧化天然橡胶包括干胶和胶乳两种类型。
20、根据本专利技术的一些实施方式，所述环氧化天然橡胶的环氧度为25mol％～75mol％。
21、优选地，所述环氧化天然橡胶的环氧度为25mol％～50mol％。
22、环氧度是指天然橡胶分子中被环氧化的双键所占的摩尔百分比，环氧度的高低直接影响了enr分子的反应活性和与其他组分的相容性。环氧度过低时，能参与反应的环氧基少，导致橡胶基弹性体的交联程度较低，过高时，分子链运动受到限制，使橡胶基弹性体模量增加，加工时的流动性变差。
23、根据本专利技术的一些实施方式，所述聚己内酯的数均分子量为30000～300000。
24、根据本专利技术的一些实施方式，所述环氧化天然橡胶和聚己内酯衍生物的用量比为(50～60)：(40～50)，例如可以是60：40、50：50。
25、根据本专利技术的一些实施方式，所述植酸的质量百分数占所述环氧化天然橡胶的2％～16％。
26、根据本专利技术的一些实施方式，所述金属化合物的质量百分数占所述环氧化天然橡胶的0.5％～2.4％。
27、植酸和金属化合物的占比会显著影响交联网络的密度和强度。占比过高时，提高了橡胶基弹性体的强度和模量，分子链运动能力受限，不利于实现自修复性能；过低时，交联程度较低，形状记忆性能较差。
28、根据本专利技术的一些实施方式，所述植酸和金属化合物的质量比为(1～4)：1。
29、根据本专利技术的一些实施方式，所述金属化合物包括氯化铁(fecl3)、硫酸铜(cuso4)、氯化锌(zncl2)、氧化锌(zno)中的至少一种。
30、本专利技术的第二方面提供了如上述所述热塑性弹性体的制备方法，制备方法包括以下步骤：
31、将环氧化天然橡胶、聚己内酯、植酸和金属化合物通过一步熔融共混，硫化得到所述热塑性弹性体。
32、根据本专利技术第二方面实施例的制备方法，至少具有如下有益效果：
33、本专利技术通过简便、高效、绿色的工艺流程和制备方法，制备出具有自修复性、形状记忆性能的热塑性弹性体。在制备橡胶基弹性体程中，将聚己内酯、环氧化天然橡胶、植酸和金属化合物在挤出机、密炼机或开炼机里通过一步法充分共混，可以提高橡胶基弹性体的形状记忆性能。
34、本专利技术所采用的制备方法和工艺流程都简便、高效、绿色，且所用设备只需根据需求，选择适合的设备。
35、根据本专利技术的一些实施方式，所述植酸为20wt％～80wt％的植酸水溶液。
36、根据本专利技术的一些实施方式，所述熔融共混包括密炼、开炼、熔融挤出。
37、根据本专利技术的一些实施方式，所述熔融共混的温度为70～90℃。
38、优选地，所述熔融共混的温度为80℃。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热塑性弹性体，其特征在于，以重量份数计，所述热塑性弹性体包括以下制备原料：
2.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述环氧化天然橡胶包括干胶和胶乳两种类型。
3.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述环氧化天然橡胶的环氧度为25mol％～75mol％。
4.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述己内酯类化合物包括ε-己内酯单体、聚己内酯和聚己内酯衍生物中的至少一种；优选地，所述聚己内酯衍生物包括聚己内酯、聚己内酯二醇、甲氧基聚乙二醇聚己内酯中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述聚己内酯的数均分子量为30000～300000。
6.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述环氧化天然橡胶和聚己内酯衍生物的用量比为(50～60)：(40～50)；优选地，所述金属化合物包括氯化铁、硫酸铜、氯化锌、氧化锌中的至少一种。
7.一种如权利要求1～6任一项所述热塑性弹性体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将环氧化天然橡胶、聚
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述植酸为20wt％～80wt％的植酸水溶液。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述熔融共混包括密炼、开炼、熔融挤出；优选地，所述熔融共混的温度为80～170℃；优选地，所述熔融共混的转速为50～70rpm；优选地，所述熔融共混的时间为8～15min。
10.一种如权利要求1～6任一项所述的热塑性弹性体在食品包装、生物医疗、柔性穿戴产品中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种热塑性弹性体，其特征在于，以重量份数计，所述热塑性弹性体包括以下制备原料：
2.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述环氧化天然橡胶包括干胶和胶乳两种类型。
3.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述环氧化天然橡胶的环氧度为25mol％～75mol％。
4.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述己内酯类化合物包括ε-己内酯单体、聚己内酯和聚己内酯衍生物中的至少一种；优选地，所述聚己内酯衍生物包括聚己内酯、聚己内酯二醇、甲氧基聚乙二醇聚己内酯中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述聚己内酯的数均分子量为30000～300000。
6.根据权利要求1所述的热塑性弹性体，其特征在于，所述环氧化天然橡胶和聚己内酯衍生物的...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄嘉荣，王笑，李晓婷，张家辉，徐百平，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：
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