The invention discloses a dynamic polymer with hybrid crosslinking network, which includes normal covalent crosslinking and dynamic covalent crosslinking, wherein the dynamic covalent crosslinking is realized by organic borate ester bond. Such dynamic polymers combine the advantages of dynamic covalent organic boric acid ester bonds and common covalent bonds, and can produce polymers with abundant structure and various properties by regulating the structure of reactants. The strong dynamic reversibility of dynamic dynamic covalent crosslinking polymer, the polymer can reflect the stimulus response, self repairing performance, while ordinary covalent crosslinking endows the polymer with certain strength and stability; in addition, organic silicon boric acid ester bond dynamic, can produce good energy dissipation and the energy absorption effect in the specific structure of materials, damping and impact toughness. The dynamic polymer can be used to make cushioning materials, anti shock protection materials, self repairing materials, ductile materials and so on.
【技术实现步骤摘要】
一种具有杂化交联网络的动态聚合物及其应用
本专利技术涉及智能聚合物领域，具体涉及一种由动态共价键和普通共价键构成的具有杂化交联网络的动态聚合物。
技术介绍
进入21世纪之后，科学技术的进步和经济的发展对聚合物及其材料提出了更高的要求，聚合物也在基本性能的基础上，朝着功能化、智能化、精细化的方向不断发展，聚合物材料也由结构材料向具有光、电、声、磁、生物医学、仿生、催化、物质分离及能量转换等效应的功能材料方向扩展，出现了一系列诸如分离材料、生物材料、智能材料、贮能材料、光导材料、纳米材料、电子信息材料等具有功能效应的新型聚合物材料。对于聚合物结构与性能关系的研究，也由宏观进入微观，从定性进入定量，由静态进入动态，逐步实现在分子设计水平上合成并制备能够达到期望功能的聚合物。传统的聚合物一般由普通共价键构成，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。而动态共价键是在一定条件下可以发生可控可逆反应的一类化学键，它是一种比非共价键稳定，相对较弱的共价键，通过改变外界的条件可以实现动态共价键的断裂和形成。将动态共价键引入聚合物，是一种形成新型聚合物...
【技术保护点】
一种具有杂化交联网络的动态聚合物，其特征在于，其包含有普通共价交联和动态共价交联，其中，所述的普通共价交联由普通共价键实现，所述的动态共价交联由有机硼酸硅酯键实现，并且所述的普通共价交联在至少一个交联网络中达到普通共价交联的凝胶点以上；其中，所述的有机硼酸硅酯键，其具有如下结构：
【技术特征摘要】
1.一种具有杂化交联网络的动态聚合物，其特征在于，其包含有普通共价交联和动态共价交联，其中，所述的普通共价交联由普通共价键实现，所述的动态共价交联由有机硼酸硅酯键实现，并且所述的普通共价交联在至少一个交联网络中达到普通共价交联的凝胶点以上；其中，所述的有机硼酸硅酯键，其具有如下结构：其中，硼原子和硅原子之间至少形成一个硼酸硅酯键，且结构中至少有一个碳原子通过硼碳键与硼原子相连，且至少有一个有机基团通过所述硼碳键连接到硼原子上。2.根据权利要求1所述的具有杂化交联网络的动态聚合物，其特征在于，所述的动态聚合物还包含有超分子氢键作用。3.根据权利要求2所述的具有杂化交联网络的动态聚合物，其特征在于，形成所述的超分子氢键作用的氢键基团，其含有以下结构成分：4.根据权利要求1所述的具有杂化交联网络的动态聚合物，其特征在于，所述的动态聚合物仅含有一个交联网络，并且此交联网络同时含有普通共价交联和有机硼酸硅酯键交联，其中，普通共价交联的交联度达到凝胶点以上。5.根据权利要求1所述的具有杂化交联网络的动态聚合物，其特征在于，所述的动态聚合物含有两个交联网络，其中一个交联网络仅含有普通共价交联且普通共价交联的交联度达到凝胶点以上，另外一个交联网络仅含有有机硼酸硅酯键交联。6.根据权利要求1所述的具有杂化交联网络的动态聚合物，其特征在于，所述的动态聚合物含有两个交联网络，其中一个交联网络同时含有普通共价交联和有机硼酸硅酯键交联且普通共价交联的交联度达到凝胶点以上，另外一个交联网络仅含有普通共价交联且普通共价交联的交联度达到凝胶点以上。7.根据权利要求1所述的具有杂化交联网络的动态聚合物，其特征在于，所述的动态聚合物含有两个交联网络，其中一个交联网络同时含有普通共价交联和有机硼酸硅酯键交联且普通共价交联的交联度达到凝胶点以上，另外一个交联网络亦同时含有普通共价交联和有机硼酸硅酯键交联且普通共价交联的交联度达到凝胶点以上，但两个交联网络不同。8.根据权利要求1所述的具有杂化交联网络的动态聚合物，其特征在于，其至少利用以下化合物进行配方组合反应获得：有机硼化合物(I)，其含有有机硼酸基、或者有机硼酸酯基、或者有机硼酸基和有机硼酸酯基的组合；含硅化合物(II)，其含有硅羟基、或者硅羟基前驱体、或者硅羟基和硅羟基前驱体的组合；化合物(III)，其同时含有有机硼酸基、或者有机硼酸酯基、或者有机硼酸基和有机硼酸酯基的组合以及硅羟基、或者硅羟基前驱体、或者硅羟基和硅羟基前驱体的组合；化合物(IV)，其含有有机硼酸硅酯键以及其他反应性基团；化合物(V)，其不含有有机硼酸基、有机硼酸酯基、硅羟基、硅羟基前驱体以及有机硼酸硅酯键但含有其他反应性基团；其中，有机硼化合物(I)、含硅化合物(II)和化合物(V)不单独作为原料制备所述的动态聚合物；其中，所述的有机硼酸基，指的是由硼原子以及与该硼原子相连的一个羟基所组成的结构基元，且其中的硼原子至少与一个碳原子通过硼碳键相连，且至少有一个有机基团通过所述硼碳键连接到硼原子上；其中，所述的有机硼酸酯基，指的是由硼原子、与该硼原子相连的一个氧原子和与该氧原子相连的烃基或硅烷基所组成的结构基元，且其中的硼原子至少与一个碳原子通过硼碳键相连，且至少有一个有机基团通过所述硼碳键连接到硼原子上；其中，所述的硅羟基，指的是由硅原子以及与该硅原子相连的一个羟基所组成的结构基元；其中，所述的硅羟基前驱体，指的是由硅原子以及与该硅原子相连的一个可水解得到羟基的基团所组成的结构基元，其中，可水解得到羟基的基团选自卤素、氰基、氧氰基、硫氰基、烷氧基、氨基、硫酸酯基、硼酸酯基、酰基、酰氧基、酰氨基、酮肟基、醇盐基；其中，所述的其他反应性基团，其选自羟基、羧基、羰基、酰基、酰胺基、酰氧基、氨基、醛基、磺酸基、磺酰基、巯基、烯基、炔基、氰基、嗪基、肟基、肼基、胍基、卤素、异氰酸酯基团、酸酐基团、环氧基团、丙烯酸酯基团、丙烯酰胺基团、马来酰亚胺基团、琥珀酰亚胺酯基团、降冰片烯基团、偶氮基团、叠氮基团、杂环基团、三唑啉二酮、碳自由基、氧自由基。9.根据权利要求8所述的具有杂化交联网络的动态聚合物，其特征在于，所述的有机硼化合物(I)，其以如下结构表示：其中，A为含有有机硼酸基、或者有机硼酸酯基、或者有机硼酸基和有机硼酸酯基的模块；m为模块A的个数，m≥1；L为单个模块A上的取代基团，或者为两个或多个模块A之间的连接基团，其选自以下任一种或任几种结构：分子量不超过1000Da的小分子烃基、分子量大于1000Da的聚合物链残基、单键、杂原子连接基、分子量不超过1000Da的二价或多价小分子烃基、分子量大于1000Da的二价或多价聚合物链残基；其中，m＝1时，L为单个模块A上的取代基团，其选自分子量不超过1000Da的小分子烃基、分子量大于1000Da的聚合物链残基中的至少一种；m>1时，L为两个或多个模块A之间的连接基团，其选自单键、杂原子连接基、分子量不超过1000Da的二价或多价小分子烃基、分子量大于1000Da的二价或多价聚合物链残基中的至少一种；p为基团L的个数，p≥1；所述的含硅化合物(II)，其以如下结构表示：其中，G为含有硅羟基、或者硅羟基前驱体、或者硅羟基和硅羟基前驱体的模块；n为模块G的个数，n≥1；J为单个模块G上的取代基团，或者为两个或多个模块G之间的连接基团，其选自以下任一种或任几种结构：氢原子、杂原子基团、分子量不超过1000Da的小分子烃基、分子量大于1000Da的聚合物链残基、分子量不超过1000Da的无机小分子链残基、分子量大于1000Da的无机大分子链残基、单键、杂原子连接基、分子量不超过1000Da的二价或多价小分子烃基、分子量大于1000Da的二价或多价聚合物链残基、分子量不超过1000Da的二价或多价无机小分子链残基、分子量大于1000Da的二价或多价无机大分子链残基；其中，n＝1时，J为单个模块G上的取代基团，其选自氢原子、杂原子基团、分子量不超过1000Da的小分子烃基、分子量大于1000Da的聚合物链残基、分子量不超过1000Da的无机小分子链残基、分子量大于1000Da的无机大分子链残基中的至少一种；n>1时，J为两个或多个模块G之间的连接基团，其选自单键、杂原子连接基、分子量不超过1000Da的二价或多价小分子烃基、分子量大于1000Da的二价或多价聚合物链残基、分子量不超过1000Da的二价或多价无机小分子链残基、分子量大于1000Da的二价或多价无机大分子链残基中的至少一种；q为基团J的个数，q≥1；所述的化合物(III)，其以如下结构表示：其中，A为含有有机硼酸基、或者有机硼酸酯基、或者有机硼酸基和有机硼酸酯基的模块；x为模块A的个数，x≥1；G为含有硅羟基、或者硅羟基前驱体、或者硅羟基和硅羟基前驱体的模块；y为模块G的个数，y≥1；T为两个或多个A之间、或者两个或多个G之间、或者A与G之间的连接基团，其选自以下任一种或任几种结构：单键、杂原子连接基、分子量不超过1000Da的二价或多价小分子烃基、分子量大于1000Da的二价或多价聚合物链残基；v为基团T的个数，v≥1；所述的化合物(IV)，其以如下结构表示：其中，E为含有有机硼酸硅酯键的模块；u为模块E的个数，u≥1；Y为单个模块E上的取代基团，或者为单个模块E上的取代基团和两个或多个模块E之间的连接基团，且至少一个基团Y与有机硼酸硅酯键的硼原子相连，至少一个基团Y与有机硼酸硅酯键的硅原子相连；其中，在至少一个基团Y中含有至少一个其他反应性基团，并且在所有基团Y中含有的其他反应性基团数大于等于2；所述的基团Y，其选自以下任一种或任几种结构：分子量不超过1000Da的小分子烃基、分子量大于1000Da的聚合物链残基、单键、杂原子连接基、分子量不超过1000Da的二价或多价小分子烃基、分子量大于1000Da的二价或多价聚合物链残基；其中，u＝1时，Y为单个模块E上的取代基团，其选自分子量不超过1000Da的小分子烃基、分子量大于1000Da的聚合物链残基中的至少一种；u>1时，Y为单个模块E上的取代基团和两个或多个模块E之间的连接基团，其选自分子量不超过1000Da的小分子烃基、分子量大于1000Da的聚合物链残基中的至少一种以及单键、杂原子连接基、分子量不超过1000Da的二价或多价小分子烃基、分子量大于1000Da的二价或多价聚合物链残基中的至少一种；r为基团Y的个数，r≥2；其中，所述的含有有机硼酸基的模块A，其选自以下任一种或任几种结构：其中，K1为与硼原子直接相连的基团，其选自以下任一种结构：氢原子、杂原子基团、分子量不超过1000Da的小分子烃基、分子量大于1000Da的聚合物链残基；其中，A4中的环状结构为含有至少一个有机硼酸基的非芳香性或芳香性硼杂环基团；A4中的环状结构的成环原子各自独立地为碳原子、硼原子或其他杂原子，且至少一个成环原子为硼原子并构成有机硼酸基，且至少一个成环原子与基团L或基团T相连；所述各种结构中的硼原子至少与一个碳原子通过硼碳键相连，且至少有一个有机基团通过所述硼碳键连接到硼原子上；所述的含有有机硼酸酯基的模块A，其选自以下任一种或任几种结构：其中，K2为与硼原子直接相连的基...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。