一种杂化动态聚合物组成及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种杂化动态聚合物组成，其中包含至少一个普通共价交联网络，同时其中含有包含动态共价无机硼酸硅酯键的非交联动态共价聚合物。普通共价交联赋予了聚合物以一定的强度和稳定性。而无机硼酸硅酯键的存在，使得聚合物具有良好的动态可逆性，并可体现出刺激响应性等功能特性；也使聚合物能起到良好的吸能效果，在特定结构中对材料进行增韧和阻尼。该动态聚合物组成可用于制作减震缓冲材料、抗冲击防护材料、自修复材料、韧性材料等。

Composition and application of a hybrid dynamic polymer

The invention discloses a hybrid dynamic polymer consisting of at least one common covalent cross linking network and a non crosslinked dynamic covalent polymer containing a dynamic covalent inorganic borate bond. Ordinary covalent crosslinking gives polymers a certain degree of strength and stability. The existence of the inorganic borate bond makes the polymer have a good dynamic reversibility and can reflect the functional properties of stimulus responsiveness, and also make the polymer have good energy absorption effect, toughening and damping the material in a specific structure. The dynamic polymer composition can be used to make shock absorbing and buffering materials, shock resistant and protective materials, self-repairing materials, tough materials and so on.

【技术实现步骤摘要】
一种杂化动态聚合物组成及其应用
本专利技术涉及智能聚合物领域，具体涉及一种由普通共价键和无机硼酸硅酯键构成的杂化动态聚合物及其应用。
技术介绍
在传统的聚合物合成理念中，主要通过普通共价键设计合成新分子，普通共价键由于具有较高的键能，赋予了聚合物以良好的稳定性和应力承载能力，但相应地，其也较难体现出对于外界的响应性以及动态性，难以满足新形势下对于材料的发展需要。而动态共价键能够在适合的条件下可逆地断裂和形成，且在该过程中副反应很少，相比于普通共价键，其能够体现出超分子化学中的动态可逆性，可用于设计构筑刺激响应性智能材料，而相比于超分子作用力，其键能较强、受热力学影响小、性质较为稳定；动态共价键将超分子作用力的可逆性与普通共价键的稳固性结合在一起，使得其展现出了广泛的应用前景。将动态共价键引入聚合物，是一种形成新型智能聚合物的可行方法。对于传统的交联聚合物，其一般分为化学交联型或者是物理交联型。化学交联型聚合物一般通过普通共价键交联形成，一旦形成，则非常稳定，力学性能也比较优良；物理交联型聚合物一般通过非共价相互作用交联形成，其突出的特点是具有动态可逆性，交联结构和聚合物的性能具有可变性。而目前普遍使用的交联聚合物，其往往是通过单一的化学交联或物理交联形成，还无法良好地将结构性与可逆性在聚合物中进行有机地结合；通过将动态共价键引入共价交联网络中，能够使得交联聚合物能够具有动态可逆性和刺激响应性等功能特性，同时又凭借动态共价键本身所具有的共价性质，使得交联聚合物能够保持一定的强度和稳定性，构筑起一个比较稳定同时又具有可逆性质的聚合物结构体系，从而达到实际使用的需要。传统的交联高分子材料具有粘弹性，而这种粘弹性使得其能够作为阻尼吸能材料进行使用，但是这种粘弹性通常又是固定不变的，难以体现出动态性和响应性，因此我们提出一种新型的动态聚合物材料，以解决这一问题。
技术实现思路
本专利技术针对上述背景，提供了一种杂化动态聚合物组成，其中包含至少一个普通共价交联网络，同时其中还包含有动态共价无机硼酸硅酯键。所述的动态聚合物在具有一定的力学强度和良好的韧性的同时，也表现出优良的动态可逆性，并可体现出刺激响应性、自粘性、吸能性、一定的自修复性等功能特性。本专利技术通过如下技术方案予以实现：本专利技术涉及一种杂化动态聚合物组成，其中包含至少一个普通共价交联网络，同时其中含有包含动态共价无机硼酸硅酯键的动态共价聚合物；其中，所述动态共价无机硼酸硅酯键中任意一个原子与三个-O-连接，且其中任意与至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si键的不同Si原子相连接的连接基L主链骨架中仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在其凝胶点以下，其作为一种非交联动态共价聚合物分散于普通共价交联网络中。根据本专利技术的另一个优选实施方式，提供一种杂化动态聚合物组成，其中包含一个普通共价交联网络，所述普通共价交联网络骨架为碳链或碳杂链或碳杂元素链或聚硅氧烷链结构，同时其中含有包含动态共价无机硼酸硅酯键的动态共价聚合物；其中，所述动态共价无机硼酸硅酯键中任意一个B原子与三个-O-连接，且其中任意与至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si键的不同Si原子相连接的连接基L主链骨架中仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在其凝胶点以下，其作为一种非交联动态共价聚合物分散于普通共价交联网络中。根据本专利技术的另一个优选实施方式，提供一种杂化动态聚合物组成，其中包含两个普通共价交联网络，其中至少一个所述普通共价交联网络骨架为碳链或碳杂链或碳杂元素链或聚硅氧烷链结构，同时其中含有包含动态共价无机硼酸硅酯键的动态共价聚合物；其中，所述动态共价无机硼酸硅酯键中任意一个B原子与三个-O-连接，且其中任意与至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si键的不同Si原子相连接的连接基L主链骨架中仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在其凝胶点以下，其作为一种非交联动态共价聚合物分散于普通共价交联网络中。在本专利技术的实施方式中，所述的无机硼酸硅酯键(B-O-Si)由无机硼化合物和含硅羟基和/或硅羟基前驱体的(聚)硅氧烷化合物反应而成。其中，所述无机硼化合物是指化合物中的硼原子不与碳原子通过硼碳键相连的含硼化合物，所述无机硼化合物选自包括但不限于硼酸、硼酸酯、硼酸盐、硼酸酐、卤化硼等。所述含硅羟基和/或硅羟基前驱体的(聚)硅氧烷化合物，是指化合物的结构中含有硅羟基和/或硅羟基前驱体，且主链或主体结构为任意合适的(聚)硅氧烷结构的化合物。所述(聚)硅氧烷的主链或主体结构由-(SiR1R2-O)n-单元组成，其中，n为硅氧烷单元(SiR1R2-O)的数量，为大于或等于1的整数，可以是固定值或平均值；R1、R2为连接在硅原子上的基团/链段，各自独立地选自H、卤素原子和其他任意合适的有机、无机基团/链段，包括羟基、以及其他反应性有机基团；优选为有机基团/链段，更优选为含碳有机基团/链段。在本专利技术的实施方式中，用于制备杂化动态聚合物的原料组分，除所述的无机硼化合物和(聚)硅氧烷化合物之外，还包括可添加/使用的其他聚合物、助剂、填料。其中，所述的其他聚合物选自以下任一种或任几种：天然高分子化合物、合成树脂、合成橡胶、合成纤维；其中，所述的助剂选自以下任一种或任几种：催化剂、引发剂、抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、交联剂、固化剂、扩链剂、增韧剂、偶联剂、润滑剂、脱模剂、增塑剂、发泡剂、动态调节剂、抗静电剂、乳化剂、分散剂、着色剂、荧光增白剂、消光剂、阻燃剂、成核剂、流变剂、增稠剂、流平剂；其中，所述的填料选自以下任一种或任几种：无机非金属填料、金属填料、有机填料。在本专利技术的实施方式中，所述的杂化动态聚合物组成的形态包括但不限于普通固体、弹性体、凝胶(包括水凝胶、有机凝胶、齐聚物溶胀凝胶、增塑剂溶胀凝胶、离子液体溶胀凝胶)、泡沫。在本专利技术的实施方式中，提供一种吸能的方法，利用一种杂化动态聚合物组成并以其作为吸能材料进行吸能，其中，所述杂化动态聚合物组成中包含至少一个普通共价交联网络，同时其中含有包含动态共价无机硼酸硅酯键的动态共价聚合物；其中，所述动态共价无机硼酸硅酯键中任意一个原子与三个-O-连接，且其中任意与至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si键的不同Si原子相连接的连接基L主链骨架中仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在其凝胶点以下，其作为一种非交联动态共价聚合物分散于普通共价交联网络中。在本专利技术的实施方式中，还提供一种吸能的方法，利用一种杂化动态聚合物组成并以其作为吸能材料进行吸能，其中，所述杂化动态聚合物组成中包含一个普通共价交联网络，所述普通共价交联网络骨架为碳链或碳杂链或碳杂元素链或聚硅氧烷链结构，同时其中含有包含动态共价无机硼酸硅酯键的动态共价聚合物；其中，所述动态共价无机硼酸硅酯键中任意一个B原子与三个-O-连接，且其中任意与至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si键的不同Si原子相连接的连接基L主链骨架中仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在其凝胶点以下，其作为一种非交联动态共价聚合物分散于普通共价交联网络中。在本专利技术的实施方式中，还提供一种吸能的方法，利用一种杂化动态聚合物组成并以其作为吸能材料进行吸能，其中，所述杂化动态聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种杂化动态聚合物组成，其特征在于，其中包含至少一个普通共价交联网络，同时其中含有包含动态共价无机硼酸硅酯键的动态共价聚合物；其中，所述动态共价无机硼酸硅酯键中任意一个原子与三个‑O‑连接，且其中任意与至少两个基于不同B原子的不同B‑O‑Si键的不同Si原子相连接的连接基L主链骨架中仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在其凝胶点以下，其作为一种非交联动态共价聚合物分散于普通共价交联网络中。

【技术特征摘要】
1.一种杂化动态聚合物组成，其特征在于，其中包含至少一个普通共价交联网络，同时其中含有包含动态共价无机硼酸硅酯键的动态共价聚合物；其中，所述动态共价无机硼酸硅酯键中任意一个原子与三个-O-连接，且其中任意与至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si键的不同Si原子相连接的连接基L主链骨架中仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在其凝胶点以下，其作为一种非交联动态共价聚合物分散于普通共价交联网络中。2.一种杂化动态聚合物组成，其特征在于，其中包含一个普通共价交联网络，所述普通共价交联网络骨架为碳链或碳杂链或碳杂元素链或聚硅氧烷链结构，同时其中含有包含动态共价无机硼酸硅酯键的动态共价聚合物；其中，所述动态共价无机硼酸硅酯键中任意一个B原子与三个-O-连接，且其中任意与至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si键的不同Si原子相连接的连接基L主链骨架中仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在其凝胶点以下，其作为一种非交联动态共价聚合物分散于普通共价交联网络中。3.一种杂化动态聚合物组成，其特征在于，其中包含两个普通共价交联网络，其中至少一个所述普通共价交联网络骨架为碳链或碳杂链或碳杂元素链或聚硅氧烷链结构，同时其中含有包含动态共价无机硼酸硅酯键的动态共价聚合物；其中，所述动态共价无机硼酸硅酯键中任意一个B原子与三个-O-连接，且其中任意与至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si键的不同Si原子相连接的连接基L主链骨架中仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在其凝胶点以下，其作为一种非交联动态共价聚合物分散于普通共价交联网络中。4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种杂化动态聚合物组成，其特征在于，其具有以下任一种性状：凝胶、普通固体、弹性体、泡沫。5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种杂化动态聚合物组成，其特征在于，其配方组分还包括以下任一种或任几种可添加物或可使用物：其他聚合物、助剂、填料；其中，所述的其他聚合物选自以下任一种或任几种：天然高分子化合物、合成树脂、合成橡胶、合成纤维；其中，所述的助剂选自以下任一种或任几种：催化剂、引发剂、抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、交联剂、固化剂、扩链剂、增韧剂、偶联剂、润滑剂、脱模剂、增塑剂、发泡剂、动态调节剂、抗静电剂、乳化剂、分散剂、着色剂、荧光增白剂、消光剂、...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：翁秋梅，
类型：发明
国别省市：福建,35