一种具有杂化结构的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具有杂化结构的动态聚合物组成，其中含有至少一个普通共价交联网络，同时其中包含动态共价无机硼酸硅酯键。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。

A dynamic polymer composition with hybrid structure and its application

The invention discloses a dynamic polymer consisting of a hybrid structure containing at least one common covalent cross linking network, including a dynamic covalent inorganic boric acid ester 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】
一种具有杂化结构的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具有杂化结构的动态聚合物组成及其应用。
技术介绍
传统的聚合物一般由普通共价键构成。但是，当仅仅采用普通共价交联时，如果交联密度较低，则往往力学性能不佳；而如果交联密度较高，则往往导致交联聚合物硬而脆；而且一般的化学交联缺乏动态性，一旦形成化学交联，交联本身将无法变化，聚合物材料的性能被固定化。橡胶态的交联聚合物因为具有较好的粘弹性，常常被用来作为阻尼减震材料。但是由于其中的结构比较固定，其阻尼效果也比较局限。因此，需要发展具有杂化结构的动态聚合物组成，即在含有普通共价交联的同时引入动态键，可以使得体系既能够具有尺寸/结构稳定性，又有良好的力学性能和优异的动态性，以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
本专利技术针对上述背景，提供了一种具有杂化结构的动态聚合物组成，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：根据本专利技术的一种实施方式，提供一种具有杂化结构的动态聚合物组成，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键的不同的Si原子相连接的连接基L其处于动态共价聚合物主链骨架的结构仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在凝胶点以上。根据本专利技术的另一种实施方式，提供一种具有杂化结构的动态聚合物组成，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杂链结构且不形成或含有氢键；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键的不同的Si原子相连接的连接基L其处于动态共价聚合物主链骨架的结构仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在凝胶点以上。根据本专利技术的另一种实施方式，提供一种具有杂化结构的动态聚合物组成，其中包含至少两个普通共价交联网络，至少一个所述普通共价交联网络骨架为碳链或碳杂链结构；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键的不同的Si原子相连接的连接基L其处于动态共价聚合物主链骨架的结构仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在凝胶点以上。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，是指化合物的末端含有硅羟基和/或硅羟基前驱体端基，且与所述端基相连的主链和/或侧链和/或其他链结构为任意合适的(聚)硅氧烷结构并可以使得形成的无机硼酸硅酯键(B-O-Si)含有所述的连接基L的化合物。所述(聚)硅氧烷的主链或主体结构等由-(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。在本专利技术的实施方式中，用于制备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，可添加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，可添加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，可添加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，所述的动态聚合物或其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，利用一种具有杂化结构的动态聚合物组成并以其作为吸能材料进行吸能，其中，所述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键的不同的Si原子相连接的连接基L其处于动态共价聚合物主链骨架的结构仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在凝胶点以上。在本专利技术的实施方式中，提供一种吸能的方法，利用一种具有杂化结构的动态聚合物组成并以其作为吸能材料进行吸能，其中，所述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杂链结构且不形成或含有氢键；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键的不同的Si原子相连接的连接基L其处于动态共价聚合物主链骨架的结构仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在凝胶点以上。在本专利技术的实施方式中，提供一种吸能的方法，利用一种具有杂化结构的动态聚合物组成并以其作为吸能材料进行吸能，其中，所述动态聚合物组成中包含至少两个普通共价交联网络，至少一个所述普通共价交联网络骨架为碳链或碳杂链结构；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键的不同的Si原子相连接的连接基L其处于动态共价聚合物主链骨架的结构仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在凝胶点以上。在本专利技术的实施方式中，所述一种具有杂化结构的动态聚合物组成的性能大范围可调，具有广阔的应用前景，具体来说，可将其应用于制作减震器、缓冲材料、抗冲击防护材料、运动防护制品、军警防护制品、自修复性涂层、自修复性板材、自修复性粘结剂、防弹玻璃夹层胶、韧性材料、形状记忆材料、玩具、力传感器等制品。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术的具有杂化结构的动态聚合物组成中结合了普通共价交联和无机硼酸硅酯键交联，充分利用并结合了各自的优点。其中，普通共价交联为动态聚合物提供了一个强而稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有杂化结构的动态聚合物组成，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键的不同的Si原子相连接的连接基L其处于动态共价聚合物主链骨架的结构仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在凝胶点以上。

【技术特征摘要】
1.一种具有杂化结构的动态聚合物组成，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键的不同的Si原子相连接的连接基L其处于动态共价聚合物主链骨架的结构仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在凝胶点以上。2.一种具有杂化结构的动态聚合物组成，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杂链结构且不形成或含有氢键；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键的不同的Si原子相连接的连接基L其处于动态共价聚合物主链骨架的结构仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在凝胶点以上。3.一种具有杂化结构的动态聚合物组成，其特征在于，其中包含至少两个普通共价交联网络，至少一个所述普通共价交联网络骨架为碳链或碳杂链结构；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键的不同的Si原子相连接的连接基L其处于动态共价聚合物主链骨架的结构仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在凝胶点以上。4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种具有杂化结构的动态聚合物组成，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具有杂化结构的动态聚合物组成，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...

【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