一种具有杂化交联结构的动态聚合物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种具有杂化交联结构的碳链/碳杂链动态聚合物，其包含有普通共价交联和动态共价无机硼酸硅酯键，其中，普通共价交联赋予了聚合物以一定的强度和结构稳定性，而动态共价无机硼酸硅酯键具有动态可逆性，拥有优异的刺激响应性等功能特性，尤其是良好的吸能效果。该动态聚合物可广泛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、力传感器等。

A dynamic polymer with hybrid crosslinking structure and its application

The present invention discloses a kind of carbon chain / carbon chain dynamic polymer with hybrid crosslinking structure, which includes common covalent crosslinking and dynamic covalent inorganic borate borate bond, in which common covalent crosslinking gives the polymer a certain strength and structural stability, while the dynamic covalent inorganic borate bond has dynamic reversibility, It has excellent functional properties such as stimulus response, especially good energy absorption effect. The dynamic polymer can be widely used to make shock absorbing and buffering materials, shock resistant and protective materials, self-repairing materials, toughness materials, force sensors and so on.

【技术实现步骤摘要】
一种具有杂化交联结构的动态聚合物及其应用
本专利技术涉及智能聚合物领域，具体涉及一种由普通共价键和无机硼酸硅酯键构成的具有杂化交联网络的动态聚合物及其应用。
技术介绍
传统的三维网络结构一般通过普通共价交联而成。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，需要发展一种新型的杂化交联动态聚合物，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交联结构的碳链/碳杂链动态聚合物，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：一种具有杂化交联结构的动态聚合物，其中包含至少一个普通共价交联网络，至少一个所述普通共价交联网络为碳链或碳杂链结构；同时其中包含动态共价无机硼酸硅酯键，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，并且其中连接至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si动态共价键中的不同Si原子的连接基L含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子。在本专利技术的一个实施方式中(第一种网络结构)，所述动态共价聚合物只有一个网络，该网络中同时含有普通共价交联和无机硼酸硅酯键交联，其中，普通共价交联达到其凝胶点以上；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，并且其中连接至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si动态共价键中的不同Si原子的连接基L含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子。在本专利技术的另一个实施方式中(第二种网络结构)，所述动态共价聚合物含有两个网络，第1网络中仅含普通共价交联且不含有无机硼酸硅酯键，第2网络中仅含基于无机硼酸硅酯键的动态共价交联，不含普通共价交联；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，并且其中连接至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si动态共价键中的不同Si原子的连接基L含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子。在本专利技术的另一个实施方式中(第三种网络结构)，所述动态共价聚合物含有两个网络，第1网络如所述第一种网络结构；第2网络中仅含普通共价交联，不含所述动态共价无机硼酸硅酯键。在本专利技术的另一个实施方式中(第四种网络结构)，所述动态共价聚合物含有两个网络，第1网络和第2网络均为第一种网络所述的结构，但上所述第1和第2网络不相同。这种不相同，可以举例如，聚合物链主体结构不同、共价交联的交联密度不同、聚合物链侧基和/或侧链的组成不同等。在本专利技术的另一个实施方式中(第五种网络结构)，所述动态共价聚合物含有至少一个网络，该些网络中仅含有普通共价交联，所述普通共价交联网络为碳链或碳杂链结构，并且以动态共价无机硼酸硅酯键交联聚合物以颗粒形式分散在所述网络中；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，并且其中连接至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si动态共价键中的不同Si原子的连接基L含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子。在本专利技术的另一个实施方式中(第六种网络结构)，所述动态共价聚合物仅含有一个网络，该网络中仅含有普通共价交联，并且含有动态共价无机硼酸硅酯键的非交联聚合物分散在所述网络中；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，并且其中连接至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si动态共价键中的不同Si原子的连接基L含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子。在本专利技术的另一个实施方式中(第七种网络结构)，所述动态共价聚合物含有两个网络，第1网络和第2网络中均仅含普通共价交联，第1网络和第2网络可以相同或者不同，优选不同，在其中至少一个网络中分散有含有动态共价无机硼酸硅酯键的非交联聚合物；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，并且其中连接至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si动态共价键中的不同Si原子的连接基L含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子。本专利技术还提供一种具有杂化交联结构的动态聚合物，其特征在于，其中包含至少一个普通共价交联网络，至少一个所述普通共价交联网络为碳链或碳杂链结构；同时其中包含动态共价无机硼酸硅酯键，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，并且其中连接至少两个不同B-O-Si动态共价键中的不同Si原子的连接基L含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子。本专利技术还提供一种具有杂化交联结构的动态聚合物，其特征在于，其中包含至少一个普通共价交联网络，至少一个所述普通共价交联网络为碳链或碳杂链结构；同时其中包含动态共价无机硼酸硅酯键，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，并且其中连接至少两个不同B-O-Si动态共价键中的Si原子的连接基L含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子。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/或硅羟基前驱体的含硅化合物反应而成。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/或硅羟基前驱体的含硅化合物，是指化合物的端基和/或侧基含有硅羟基和/或硅羟基前驱体基团。在本专利技术中，与至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si键的中的不同Si原子相连接的连接基L中含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子，也即用于生成无机硼酸硅酯键且连接至少两个不同无机硼酸硅酯键并产生聚合/交联的含硅化合物必须含有连接基L或含有可以通过合适的化学反应后生成连接基L。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含硅化合物之外，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，提供一种吸能方法，利用一种具有杂化交联结构的动态聚合物或其组成并以其作为吸能材料进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有杂化交联结构的动态聚合物，其特征在于，其中包含至少一个普通共价交联网络，至少一个所述普通共价交联网络为碳链或碳杂链结构；同时其中包含动态共价无机硼酸硅酯键，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，并且其中连接至少两个基于不同B原子的不同B‑O‑Si动态共价键中的不同Si原子的连接基L含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子。

【技术特征摘要】
1.一种具有杂化交联结构的动态聚合物，其特征在于，其中包含至少一个普通共价交联网络，至少一个所述普通共价交联网络为碳链或碳杂链结构；同时其中包含动态共价无机硼酸硅酯键，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，并且其中连接至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si动态共价键中的不同Si原子的连接基L含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子。2.根据权利要求1所述的一种具有杂化交联结构的动态聚合物，其特征在于，所述动态共价聚合物只有一个网络，该网络中同时含有普通共价交联和无机硼酸硅酯键交联，其中，普通共价交联达到其凝胶点以上，所述普通共价交联网络为碳链或碳杂链结构；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，并且其中连接至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si动态共价键中的不同Si原子的连接基L含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子。3.根据权利要求1所述的一种具有杂化交联结构的动态聚合物，其特征在于，所述动态共价聚合物含有两个网络，第1网络中仅含普通共价交联且不含有无机硼酸硅酯键，所述普通共价交联网络为碳链或碳杂链结构；第2网络中仅含基于无机硼酸硅酯键的动态共价交联，不含普通共价交联；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，并且其中连接至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si动态共价键中的不同Si原子的连接基L含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子。4.根据权利要求1所述的一种具有杂化交联结构的动态聚合物，其特征在于，所述动态共价聚合物含有两个网络，第1网络中同时含有普通共价交联和无机硼酸硅酯键交联，其中，普通共价交联达到其凝胶点以上；第2网络中仅含普通共价交联，不含所述动态共价无机硼酸硅酯键；其中，至少一个所述普通共价交联网络为碳链或碳杂链结构；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，并且其中连接至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si动态共价键中的不同Si原子的连接基L含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子。5.根据权利要求1所述的一种具有杂化交联结构的动态聚合物，其特征在于，所述动态共价聚合物含有两个网络，第1网络和第2网络均同时含有普通共价交联和无机硼酸硅酯键交联，其中，普通共价交联达到其凝胶点以上，至少一个所述普通共价交联网络为碳链或碳杂链结构，但所述第1和第2网络不相同；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，并且其中连接至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si动态共价键中的不同Si原子的连接基L含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子。6.根据权利要求1所述的一种具有杂化交联结构的动态聚合物，其特征在于，所述动态共价聚合物含有至少一个网络，该些网络中仅含有普通共价交联，所述普通共价交联网络为碳链或碳杂链结构，并且以动态共价无机硼酸硅酯键交联聚合物以颗粒形式分散在所述网络中；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，并且其中连接至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si动态共价键中的不同Si原子的连接基L含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子。7.根据权利要求1所述的一种具有杂化交联结构的动态聚合物，其特征在于，所述动态共价聚合物仅含有一个网络，该网络中仅含有普通共价交联，所述普通共价交联网络为碳链或碳杂链结构，并且含有动态共价无机硼酸硅...

【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