聚（衣康酸酯/异戊二烯/丙烯酸）型生物基弹性体材料的设计合成与应用基础研究

In recent years, we are facing serious challenges of energy, resources and environment. Utilizing renewable resources and reducing the dependence of non-renewable energy resource such as petroleum are the problems that should raise sufficient from people all over the world. The project intend to design and prepare bio-based elastomer with carbon-carbon main chain based on itaconic acid and low content of isoprene and acrylic acid. We plan to synthesize poly(itaconate-co-isoprene-co-acrylic acid) type elastomer by molecular design, polymerization, nanofiller filling, and crosslinking. The application and properties of the novel bio-based elastomer on tire tread are going to be investigated in this project as to provide valuable information for the research of next generation biobased elastomers.

在能源、资源与环境都受到严重挑战的今天，充分利用可再生资源、减少对石油等不可再生资源的依赖是当今全球急需要重视的问题。本项目计划基于大宗生物基化学品衣康酸和少量异戊二烯和丙烯酸构建主链为碳-碳结构但含有少量可交联活性官能团的弹性体材料。通过分子设计、化学合成、纳米增强、化学交联相结合的方法，制备出低玻璃化转变、高综合性能的聚（衣康酸酯/异戊二烯/丙烯酸）型生物基弹性体材料，开发其在轮胎胎面上的应用，并进行相应的性能测试，为新一代生物基弹性体材料的研究提供依据。

基于生物基单体衣康酸构建了高分子量、低玻璃化转变温度、可硫磺交联的新型生物基衣康酸酯弹性体，研究了一元醇类型对生物基衣康酸酯弹性体分子量、转化率、凝胶含量的影响。采用纳米填料白炭黑对所制备的生物基衣康酸酯弹性体进行增强，研究不同侧基长度的生物基衣康酸酯弹性体的静动态力学性能，研究发现，衣康酸二正丁酯为最优选择。采用衣康酸二正丁酯，异戊二烯，甲基丙烯酸缩水甘油酯制备了含环氧官能团的官能化生物基衣康酸酯弹性体，研究发现，环氧官能团的存在，可以显著改善白炭黑在生物基衣康酸酯弹性体基体中的分散效果，增强界面强度，可以减少偶联剂的使用。在以上研究的基础上，我们制备了生物基衣康酸酯橡胶样胎，并进行了相应的性能测试。