The invention discloses a preparation method of a thermosetting polymer which can be welded, repaired and reprocessed at medium temperature. The polymer reaction monomer and a curing agent with exchangeable dynamic bonds and carboxyl, hydroxyl or amino groups react under the condition of a dynamic bond exchange reaction catalyst to obtain a thermosetting polymer with multiple exchangeable dynamic bonds. Thermosetting polymers with heavy exchangeable dynamic bonds can be reprocessed at moderate temperatures, and have solvent resistance at high temperatures. Solvents are inert solvents with high boiling point. By introducing multiple exchangeable dynamic bonds into thermosetting polymers, the exchange reaction of multiple exchangeable dynamic bonds will proceed simultaneously, the exchange reaction rate in the crosslinking network will be faster, the crosslinking network reorganization will be quicker, the material reprocessing will be easier, and the reprocessing, welding and repair of thermosetting polymers will be realized at medium temperature.
【技术实现步骤摘要】
一种中等温度下可焊接可修复且可再加工成型的热固性聚合物的制备方法
本专利技术属于高分子材料领域,具体涉及一种中等温度下可焊接可修复且可再加工成型的热固性聚合物的制备方法。
技术介绍
从航空航天到轨道交通,从电子元件到家用电器,从办公用品到生物器件,热固性聚合物(比如环氧聚合物)因为出色的机械性能,优异的结构稳定性和良好耐溶剂性而得到广泛的应用。然而热固性聚合物在成型后难以再加工和循环利用。相反,未交联的热塑性聚合物能够在加热条件下轻松实现再成型和循环利用,但是却丧失了良好的耐溶剂性和优异的力学性能。因此,如何将热固性聚合物和热塑性聚合物的优点结合,设计制备耐溶剂且可再加工成型的热固性聚合物仍然是一大难题。Leibler等人首次利用环氧树脂和多元酸或酸酐制备了一种具有动态共价键交换反应的新型热固性聚合物。在该交联网络中,动态键的断裂与再生成是原位同时进行的,再生成新的交联点才会断开旧的交联点,因此,在再加工成型过程中该聚合物也能够保持交联密度始终不变。基于动态键交换反应,该热固性聚合物能够在保持交联网络结构的前提下实现材料的再加工成型,由于交联密度始终保持不变,即使在高温下它仍然具有良好的耐溶剂性。随着温度升高,基于共价键交换的热固性聚合物中共价键的交换速率加快,交联网络发生重组,聚合物模量和黏度逐渐降低,从而实现热固性聚合物在高温下的再加工成型。在基于共价键交换的热固性聚合物可再加工过程中,共价键的交换速率起着决定性作用,这导致其可再加工通常需要长时间高温,条件比较苛刻。比如基于酯键交换的环氧需要200℃以上才能实现再加工成型(Science,2011,3 ...
【技术保护点】
1.一种中等温度下可焊接可修复且可再加工成型的热固性聚合物的制备方法,其特征在于,将聚合物反应单体和具有可交换动态键和羧基,羟基或氨基等活性基团的固化剂在动态键交换反应催化剂条件下进行反应,得到具有多重可交换动态键的热固性聚合物,所述具有多重可交换动态键的热固性聚合物在中等温度下可以再次加工成型并且可以焊接和修复,且高温条件下具有耐溶剂性,所述溶剂为惰性高沸点溶剂。
【技术特征摘要】
1.一种中等温度下可焊接可修复且可再加工成型的热固性聚合物的制备方法,其特征在于,将聚合物反应单体和具有可交换动态键和羧基,羟基或氨基等活性基团的固化剂在动态键交换反应催化剂条件下进行反应,得到具有多重可交换动态键的热固性聚合物,所述具有多重可交换动态键的热固性聚合物在中等温度下可以再次加工成型并且可以焊接和修复,且高温条件下具有耐溶剂性,所述溶剂为惰性高沸点溶剂。2.根据权利要求1所述的中等温度下可焊接可修复且可再加工成型的热固性聚合物的制备方法,其特征在于,所述聚合物单体选自环氧树脂、异氰酸酯、有机硅烷单体中的任意一种。3.根据权利要求1所述的中等温度下可焊接可修复且可再加工成型的热固性聚合物的制备方法,其特征在于,所述固化剂选自具有二硫键的羧酸固化剂、具有硅氧烷的羧酸或胺类固化剂、可生成酯键的羧酸固化剂中的任意一种。4.根据权利要求1所述的中等温度下可焊接可修复且可再加工成型的热固性聚合物的制备方法,其特征在于,所述催化剂选自1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯、醋酸锌、乙酰丙酮锌或三苯基膦中的任意一种。5.根据权利要求1所述的中等温度下可焊接可修复且可再加工成型的热固性聚合物的制备方法,其特征在于,所述反应...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈茂,赵秀丽,吴冶平,周琳,陈茂斌,陈忠涛,廖宏,
申请(专利权)人:中国工程物理研究院化工材料研究所,
类型:发明
国别省市:四川,51
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