La préparation et les propriétés des Thermo-réversiblement réticulé Rubber Chemistry Via Diels-Alder

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 caoutchouteux avec des liaisons transversales réversibles qui répondent à un stimulus externe, comme la température (plus réalisables du point de vue des futures applications industrielles). ^3-5 La formation de ces liaisons transversales relativement faible services des températures est nécessaire pour une bonne tenue mécanique du caoutchouc, tandis que leur clivage à des températures élevées (similaires à la température de traitement de la non-réticulé composé d'origine) permet de recyclage du matériau.

Certains matériaux spécifiques peuvent être réversiblement réticulé en utilisant des réseaux dits covalentes dynamiques par des réactions de polycondensation ⁶ ou par ce qu'on appelle la topologie du réseau réversible gel via des réactions de trans – estérification. ^9/7 L'inconvénient de ces méthodes réside dans la nécessité de concevoir et la synthèse de nouveaux polymères plutôt que de modifier, de caoutchoucs commerciaux existants qui ont déjà les propriétés souhaitées. Les techniques de thermo-réversible réticuler les caoutchoucs comprennent la liaison hydrogène, des interactions ioniques et de liaison covalente telle que par réarrangements disulfure thermo-activé. ^10-13 Récemment, thermoréversible de réticulation par l' intermédiaire de Diels-Alder (DA) de la chimie a été développée. ¹⁴ chimie ^-21 DA peut être appliquée à une large gamme de polymères et représente un choix populaire, d' autant plus que la réaction DA permet une cinétique relativement rapide et des conditions réactionnelles douces. ^{17, 22-24} ThLes températures de couplage faible eir et de haute découplage font furane et d' excellents candidats maléimide pour un polymère réversible de réticulation. ^{18-20, 25-28}

Le but de ce travail est de fournir un procédé pour l'utilisation du DA de la chimie comme un outil de réticulation thermo-réversible pour un produit en caoutchouc industriel (figure 1). ⁵ En premier lieu , la réactivité des élastomères d'hydrocarbures saturés, tels que l' éthylène / des caoutchoucs de propylène (EPM) doit être augmentée. Un exemple pertinent commercialement qui facilite tel est le greffage radicalaire peroxyde initiée par de l' anhydride maléique (MA) ^29-34 En second lieu , un groupe furanne peut être greffé sur un caoutchouc EPM à maléate en insérant furfurylamine (FFA) dans l'anhydride pendant. pour former un imide. ^{35, 36} Enfin, les groupements furane qui sont ainsi fixés au squelette en caoutchouc peut alors participer à la chimie DA thermo-réversible comme diène riche en électrons. ^{25 37} l'électron-poou le bis-maléimide (BM) est un diénophile convenant pour cette réaction de reticulation. ^{19, 26, 38}

Figure 1. Schéma réactionnel. Greffage Furan et bismaléimide réticulation de EPM-g-MA caoutchouc (réimprimé avec la permission de ^5). S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.