异戊二烯共聚改性木质素补强橡胶复合材料

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