一种含有组合动态共价键的动态聚合物及其应用制造技术

一种含有组合动态共价键的动态聚合物，其含有至少两类动态共价键和可选的氢键；其中，所述的动态共价键为有机硼酸酯键，其至少选自有机硼酸环酯键、有机硼酸单酯键、有机硼酸硅酯键以及有机硼酸酐键；所述动态共价键作为动态聚合物的聚合链接点和/或交联链接点而存在，是形成或维持动态聚合物结构的必要条件。该动态聚合物可用于制作减震缓冲材料、抗冲击防护材料、吸能材料、包覆材料、隔音消声材料、智能感应材料、自修复材料、韧性材料、力传感器等。

A dynamic polymer containing a combined dynamic covalent bond and its application

A dynamic polymer containing combined dynamic covalent bonds containing at least two classes of dynamic covalent bonds and optional hydrogen bonds; in which the dynamic covalent bond is an organic borate bond, which is at least selected from the borate, borate, borate and organboric anhydride bonds; the dynamic covalent bond is described. The existence of bonds as polymer linking points and/or crosslinking points of dynamic polymers is a necessary condition for the formation or maintenance of dynamic polymer structures. The dynamic polymer can be used to make shock absorbing material, shock resistant material, energy absorbing material, coating material, sound insulation material, intelligent induction material, self repairing material, ductile material, force sensor and so on.

【技术实现步骤摘要】
一种含有组合动态共价键的动态聚合物及其应用
本专利技术涉及一种动态聚合物材料领域，具体涉及一种由动态可逆共价键构成的聚合物材料。
技术介绍
共价型动态聚合物是高分子科学研究中的一个全新领域，基于动态共价键的动态聚合物既具有传统共价聚合物的分子结构稳定性，在一定条件下又拥有超分子聚合物的动态可逆性，是一类全新的智能材料。与超分子的非共价相互作用相比，动态共价键的键能较强，受热力学影响较小，所形成的动态聚合物具有比较稳定的分子结构，动态共价键良好地结合了超分子非共价相互作用的可逆性与共价键的稳固性，在构筑功能分子和材料、开发新型吸能材料、开发化学传感器、调控生物分子、控制智能分子开关和机器等方面表现出了重要作用。目前所发现的动态共价键种类越来越丰富，对于由动态共价键所形成的动态聚合物的报道也越来越多，主要集中在每种动态聚合物中只含有一种动态共价键来提供聚合物的动态性，但由于单一的动态共价键的动态性能有限，难以形成协同正交的综合性能。因此，为了获得具有多样性并且协同正交动态性的动态聚合物，需要发展一种新的动态共价键组成模式，以解决现有动态聚合物中存在的不足。
技术实现思路
针对上述背景，本专利技术涉及一种含有组合动态共价键的动态聚合物，其特征在于，其含有至少两类动态共价键和可选的氢键；其中，所述的动态共价键为有机硼酸酯键，其选自但不仅限于有机硼酸环酯键、有机硼酸单酯键、有机硼酸硅酯键以及有机硼酸酐键；所述动态共价键作为动态聚合物的聚合链接点和/或交联链接点而存在，是形成或维持动态聚合物结构的必要条件，动态聚合物中含有的有机硼酸酯键以及可选的超分子氢键一旦解离，聚合物体系即可分解成以下任一种或任几种次级单元：单体、聚合物链片段、聚合物团簇等；同时，动态聚合物和上述次级单元之间可通过有机硼酸酯键以及可选的超分子氢键的键合和解离实现相互转化和动态可逆。所述的动态聚合物或组成具有优良的动态可逆性，并可体现出刺激响应性、可塑性、自修复性、可回收性、可再加工性等功能特性，同时可以获得良好的吸能性和韧性。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含有组合动态共价键的动态聚合物，其特征在于，其含有至少两类动态共价键和可选的氢键；其中，所述的动态共价键为有机硼酸酯键，其选自但不仅限于有机硼酸环酯键、有机硼酸单酯键、有机硼酸硅酯键以及有机硼酸酐键；所述动态共价键作为动态聚合物的聚合链接点和/或交联链接点而存在，是形成或维持动态聚合物结构的必要条件。所述的动态聚合物及其组成和原料成分中的聚合物链拓扑结构选自线型、环状、支化、团簇、交联及其组合形式。根据本专利技术的一个优选实施方式，提供一种动态聚合物或其组成，其中，所述的动态聚合物具有非交联结构，其含有至少两类动态共价键但不含有氢键，所有类型的动态共价键的交联度之和低于凝胶点。此结构最为简单，也方便制备成溶液和膏、胶等形态的材料。根据本专利技术的另一个优选实施方式，提供一种动态聚合物或其组成，其中，所述的动态聚合物具有非交联结构，其含有至少两类动态共价键和氢键，其中，所有动态共价键的交联度均在其凝胶点以下，超分子氢键的交联度在凝胶点以下，且动态共价键和氢键的交联度之和低于凝胶点。结构简单，且超分子氢键的引入，可以起到协同正交的效果。根据本专利技术的另一个优选实施方式，提供一种动态聚合物或其组成，其中，所述的动态聚合物具有交联结构，其含有至少两类动态共价键但不含有氢键，其中，所有类型的动态共价键的交联度均在凝胶点以上。在此实施方式中，只要有一类动态共价键保持在凝胶点以上，即可保证体系的交联性。该体系的交联度较高，有利于获得高力学性能的材料。根据本专利技术的另一个优选实施方式，提供一种动态聚合物或其组成，其中，所述的动态聚合物具有交联结构，其含有至少两类动态共价键但不含有氢键，其中，至少一类动态共价键的交联度在凝胶点以上，至少一类动态共价键的交联度在凝胶点以下。交联度适中，方便根据需要对产品性能进行调控。根据本专利技术的另一个优选实施方式，提供一种动态聚合物或其组成，其中，所述的动态聚合物具有交联结构，其含有至少两类动态共价键但不含有氢键，其中，所有类型的动态共价键的交联度均在凝胶点以下，但其交联度之和在凝胶点以上。交联度较低，也方便根据需要对产品性能进行调控。根据本专利技术的另一个优选实施方式，提供一种动态聚合物或其组成；其中，所述的动态聚合物具有交联结构，其含有至少两类动态共价键和氢键，其中，所有类型的动态共价键的交联度均在凝胶点以上，氢键的交联度在凝胶点以上。在此实施方式中，只要有一类动态共价键保持在凝胶点以上，即可保证体系的交联性。交联度极高，且含有大量氢键，方便获得高力学强度和协同正交的效果。根据本专利技术的另一个优选实施方式，提供一种动态聚合物或其组成，其中，所述的动态聚合物具有交联结构，其含有至少两类动态共价键和氢键，其中，所有类型的动态共价键的交联度均在凝胶点以上，氢键的交联度在凝胶点以下。在此实施方式中，只要有一类动态共价键保持在凝胶点以上，即可保证体系的交联性。交联度较高，氢键含量较低，可以起到辅助的超分子动态作用。根据本专利技术的另一个优选实施方式，提供一种动态聚合物或其组成，其中，所述的动态聚合物具有交联结构，其含有至少两类动态共价键和氢键，其中，至少一类动态共价键的交联度在凝胶点以上，至少一类动态共价键的交联度在凝胶点以下，氢键的交联度在凝胶点以上。交联度适中，同时引入氢键，方便获得高弹性、较高力学强度和协同正交的效果。根据本专利技术的另一个优选实施方式，提供一种动态聚合物或其组成，其中，所述的动态聚合物具有交联结构，其含有至少两类动态共价键和氢键，其中，所有类型的动态共价键的交联度均在凝胶点以下，氢键的交联度在凝胶点以上。交联度较低，方便根据需要对产品性能进行调控，且含量较高的氢键为体系提供协同正交的效果。根据本专利技术的另一个优选实施方式，提供一种动态聚合物或其组成，其中，所述的动态聚合物具有交联结构，其含有至少两类动态共价键和氢键，其中，所有类型的动态共价键的交联度均在凝胶点以下，氢键的交联度在凝胶点以下，但动态共价键和氢键的交联度之和不低于凝胶点。交联度较低，也方便根据需要对产品性能进行调控。根据本专利技术的另一个优选实施方式，提供一种动态聚合物或其组成，其中，所述的动态聚合物具有交联结构，其含有至少两类动态共价键和氢键，其中，至少一类动态共价键的交联度在凝胶点以上，至少一类动态共价键的交联度在凝胶点以下，氢键的交联度在凝胶点以下。交联度较低，方便根据需要对产品性能进行调控，同时存在超分子氢键提供辅助的超分子动态作用。本专利技术还可以有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本专利技术的逻辑和脉络合理地实现。在本专利技术中所述的有机硼酸环酯键，其可选自但不仅限于如下结构中的至少一种：其中，一个硼原子同时与两个氧原子形成环状有机硼酸酯单元；所述结构中的硼原子需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；表示与氢原子、聚合物链、交联链接或者其他任意合适的基团/原子的连接，硼原子和至少一个碳原子分别通过至少一个所述连接接入聚合物链中；同一个碳原子上的不同可以连接成环，不同碳原子上的也可以连接成环，所述的环可以选自但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环、以上各种环的任意组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有组合动态共价键的动态聚合物，其含有至少两类动态共价键，其中，所述的动态共价键为有机硼酸酯键。

【技术特征摘要】
1.一种含有组合动态共价键的动态聚合物，其含有至少两类动态共价键，其中，所述的动态共价键为有机硼酸酯键。2.根据权利要求1所述的含有组合动态共价键的动态聚合物，其特征在于，所述有机硼酸酯键至少选自有机硼酸环酯键、有机硼酸单酯键、有机硼酸硅酯键以及有机硼酸酐键的组合。3.根据权利要求2所述的含有组合动态共价键的动态聚合物，其特征在于，所述的有机硼酸环酯键，其选自如下结构：其中，一个硼原子同时与两个氧原子形成环状有机硼酸酯单元；所述结构中的硼原子需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；L为连接基；所述的有机硼酸单酯键，其选自如下结构：其中，单一一个硼原子不同时与两个通过除所述硼原子以外的原子相连的氧原子形成六元环或六元环以下的环状有机硼酸酯单元；所述结构中至少有一个碳原子通过硼碳键与硼原子相连；L0、L1、L2、L3、L4为连接基，L0至少含有两个骨架原子；所述的有机硼酸硅酯键，其选自如下结构：其中，硼原子和硅原子之间至少形成一个硼酸硅酯键(B-O-Si)；所述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；所述的有机硼酸酐键，其选自如下结构：其中，硼原子和硼原子之间至少形成一个硼酸酐键(B-O-B)；所述结构中每个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；L3、L4为连接基。4.根据权利要求2所述的含有组合动态共价键的动态聚合物，其特征在于，所述的有机硼酸环酯键、有机硼酸单酯键、有机硼酸硅酯键以及有机硼酸酐键由有机硼酸基元分别与二羟基基元、单烃羟基基元、硅羟基/硅羟基前驱体、有机硼酸基元反应形成；其中，所述的有机硼酸基元，其至少选自有机硼酸基、有机硼酸酯基、有机硼酸盐基、有机硼卤烷基；其中，所述的二羟基基元，其至少选自1,2-二醇基元、1,3-二醇基元、邻二酚羟基基元、2-羟甲基酚羟基基元；其中，所述的单烃羟基基元，其至少选自单烷醇羟基基元、单烯醇羟基基元、单酚羟基基元、处于间位的多酚羟基基元、处于对位的多酚羟基基元以及相邻羟基之间间隔至少四个原子的多羟基基元；其中，所述的硅羟基，其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，所述的硅羟基前躯体，其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。5.根据权利要求1所述的含有组合动态共价键的动态聚合物，其特征在于，所述的动态聚合物或其组成中还含有超分子氢键作用。6.根据权利要求5所述的含有组合动态共价键的动态聚合物，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：7.根据权利要求1所述的含有组合动态共价键的动态聚合物，其特征在于，所述的动态聚合物具有非交联结构，其含有至少两类动态共价键但不含有氢键，所有类型的动态共价键的交联度之和低于凝胶点。8.根据权利要求1所述的含有组合动态共价键的动态聚合物，其特征在于，所述的动态聚合物具有非交联结构，其含有至少两类动态共价键和氢键；其中，所有类型的动态共价键的交联度均在其凝胶点以下，超分子氢键的交联度在凝胶点以下，且动态共价键和氢键的交联度之和低于凝胶点。9.根据权利要求1所述的含有组合动态共价键的动态聚合物，其特征在于，所述的动态聚合物具有交联结构，其含有至少两类动态共价键但不含有氢键，其中，所有类型的动态共价键的交联度均在凝胶点以上。10.根据权利要求1所述的含有组合动态共价键的动态聚合物，其特征在于，所述的动态聚合物具有交联结构，其含有至少两类动态共价键但不含有氢键，其...

【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