The invention discloses the application of polyacrylic acid modified by pyrimidine in the preparation of self-repairing materials. Polyacrylic acid with 2 urea 4 [1 hydrogen] pyrimidine with isocyanate group reacts with polyacrylic acid to obtain polyacrylic acid with 2 urea 4 [1 hydrogen] pyrimidine. Then it was mixed with tetracarboxyazobenzene and filtered to form a membrane. The scratches on the membrane gradually disappeared under ultraviolet light.
【技术实现步骤摘要】
基于嘧啶酮改性的聚丙烯酸在制备自修复材料中的应用
本专利技术属于材料自修复领域,尤其基于嘧啶酮改性的聚丙烯酸在制备自修复材料中的应用。
技术介绍
光引发变形的聚合物材料制备的器件可以用在智能传感器,发动机,制动器,高频振荡器,人造纤毛等方面。其中当偶氮苯作为生色团存在于液晶弹性体中,紫外光照射后,偶氮苯可以发生顺反异构变化,转换少量的光能成宏观的机械运动,从而实现聚合物的弯曲-变直,收缩-扩展变化。通常使用共价键交联制备液晶聚合物,但是制备方法复杂,不能得到很好的化学结构。使用非共价键作为交联点制备网状聚合物具有简单和易得的特点。非共价键有很多种,其中氢键化学结构简单,具有动态可逆性,而且键能(2-20Kcal/mol)比共价键(35-135Kcal/mol)低,从而可以用来制备功能性材料,例如自修复材料。而且氢键具有方向性和吸引力,可以获得很好的机械强度。其中2-脲基-4[1氢]-嘧啶酮可以形成可逆四重氢键,而且表现出很好的温度机械依赖性。使用多重氢键系统的优点,快速自修复固体材料有单一的组成,而且自修复的引发不需要额外的刺激,例如修复剂、增塑剂、溶剂,从而保证材料的表现不受到自修复过程的影响。进而可以通过控制光的开关实现局部自修复。当有紫外光照射时,2-脲基-4[1氢]-嘧啶酮被活化,吸收光变换成热,使氢键排列变得无序,从而降低了超分子聚合物材料的分子量和粘度,使引入的损伤得到修复。于此同时,偶氮苯吸收紫外光,发生反式到顺式的变化,分子长度变短,带动聚合物薄膜发生弯曲,从而实现将少量的光转变成宏观的机械运动。最终实现薄膜在弯曲过程中的修复。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.基于嘧啶酮改性的聚丙烯酸在制备自修复材料中的应用,其特征在于,基于嘧啶酮改性的聚丙烯酸的主链为碳碳相连的主链,部分侧链为羧基,部分侧链为通过羰基与主链相连的2‑脲基‑4[1氢]‑嘧啶酮,聚丙烯酸的数均分子量为400000—800000。
【技术特征摘要】
1.基于嘧啶酮改性的聚丙烯酸在制备自修复材料中的应用,其特征在于,基于嘧啶酮改性的聚丙烯酸的主链为碳碳相连的主链,部分侧链为羧基,部分侧链为通过羰基与主链相连的2-脲基-4[1氢]-嘧啶酮,聚丙烯酸的数均分子量为400000—800000。2.根据权利要求1所述的基于嘧啶酮改性的聚丙烯酸在制备自修复材料中的应用,其特征在于,聚丙烯酸的数均分子量为500000—600000。3.根据权利要求1所述的基于嘧啶酮改性的聚丙烯酸在制备自修复材料中的应用,其特征在于,在进行使用时,以四羧基偶氮苯和基于嘧啶酮改性的聚丙烯酸分别均匀分散在有机溶剂中,将基于嘧啶酮改性的聚丙烯酸的有机溶液滴加到四羧基偶氮苯的有机溶液中,持续搅拌分散,抽滤后得到滤液,将滤液均匀铺展在基底上干燥后得到薄膜;基于嘧啶酮改性的聚丙烯酸和四羧基偶氮苯的物质的量之比为(15-55):1。4.根据权利要求3所述的基于嘧啶酮改性的聚丙烯酸在制备自修复材料中的应用,其特征在于,分散基于嘧啶酮改性的聚丙烯酸的有机溶剂,与分散四羧基偶氮苯的有机溶剂一致,例如均为N,N’—二甲基甲酰胺,N,N’—二甲基乙酰胺,或者N—甲基吡咯烷酮。5.根据权利要求3所述的基于嘧啶酮改性的聚丙烯酸在制备自修复材料中的应用,其特征在于,选择将滤液悬蒸浓缩后滴加到石英片上,充分铺平;放入到常温20—25摄氏度真空烘箱中20—24h;然后放入到50—60摄氏度真空烘箱中烘干20—24h,最终得到薄膜。6.根据权利要求3所述的基于嘧啶酮改性的聚丙烯酸在制备自修复材料中的应用,其特征在于,将基于嘧啶酮改性的聚丙烯酸的有机溶液滴加到四羧基偶氮苯的有机溶液中,滴加速度为每分钟1—3ml并持续搅拌分散10—12小时。7.根据权利要求3所述的基于嘧啶酮改性的聚丙烯酸在制备自修复材料中的应用...
【专利技术属性】
技术研发人员:冯奕钰,司倩宇,封伟,杨伟翔,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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