异戊二烯共聚改性木质素补强橡胶复合材料

侯世航, 任顺强, 王司晨, 张继川, 樊永明

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北京林业大学学报 ›› 2025, Vol. 47 ›› Issue (03) : 162-170.

异戊二烯共聚改性木质素补强橡胶复合材料

  • 侯世航, 任顺强, 王司晨, 张继川, 樊永明
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摘要

【目的】木质素是一种中等极性的天然高分子材料,与橡胶基体相容性较差,难以直接作为橡胶工业的补强填料。为降低木质素的极性并改善其与非极性橡胶的相容性,本研究开发了一种新型共聚改性木质素材料。【方法】采用丙烯酰氯对木质素进行酰化改性,并通过自由基共聚反应,将酰化木质素与异戊二烯进行共聚合,在木质素大分子中引入长链烷烃侧基,制备异戊二烯/酰化木质素共聚材料(ALI)。然后,对改性木质素的结构变化进行表征,并分析ALI在橡胶基体中的分散特性以及天然橡胶复合材料的力学性能。【结果】改性木质素材料的羟基含量降低,接触角从66.13°提高到80.16°,这表明其分子极性降低且与橡胶基体的相容性增强。当ALI的添加量为5 g时,复合材料的拉伸强度达到20.61 MPa,与炭黑填充样品相近;断裂伸长率为581.20%,较炭黑填充样品提高了42.40%。这表明改性木质素材料在填料-橡胶网络中分散良好,且橡胶基体得到了有效补强。【结论】本研究成功开发的异戊二烯/酰化木质素共聚材料显著改善了木质素与橡胶基体的相容性,使天然橡胶复合材料表现出优异的强度和韧性,实现了对天然橡胶复合材料的有效补强。

关键词

木质素 / 异戊二烯 / 共聚 / 天然橡胶 / 补强 / 聚合物基复合材料

中图分类号

TB332 / TQ330.1

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侯世航, 任顺强, 王司晨, 张继川, 樊永明. 异戊二烯共聚改性木质素补强橡胶复合材料. 北京林业大学学报. 2025, 47(03): 162-170

基金

国家自然科学基金项目(52273051)

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