一种杂化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杂化动态聚合物，所述的杂化动态聚合物中同时含有基于三唑啉二酮‑吲哚加合物的动态共价键和超分子氢键，且含有至少一个交联网络；其中含有侧氢键基团或端基氢键基团参与形成所述的超分子氢键，且所述侧氢键基团或端基氢键基团中含有非源自三唑啉二酮和吲哚以及其加合物的氢键基团。该杂化动态聚合物中，超分子氢键赋予材料刺激响应性和自修复性；动态共价键则一方面在非催化反应条件下赋予共价交联聚合物的结构稳定性和机械强度，另一方面在特定反应条件下由于其动态可逆性；两者共同作用，使得该杂化动态聚合物具有自修复性、可回收性、可重复加工性等特性。该杂化动态聚合物可广泛应用于自修复性材料以及韧性弹性体等方面。

A Hybrid Dynamic Polymer and Its Application

The invention discloses a hybrid dynamic polymer, which simultaneously contains a dynamic covalent bond and a supramolecular hydrogen bond based on a triazoline Dione indole adduct and contains at least one cross-linking network, in which side hydrogen bond groups or end-group hydrogen bond groups participate in the formation of the supramolecular hydrogen bond, and the side hydrogen bond groups or end-group hydrogen bond groups contain the supramolecular hydrogen bonds. Non-hydrogen bond groups derived from triazolindione and indole and their adducts. In this hybrid dynamic polymer, supramolecular hydrogen bond gives the material stimulus responsiveness and self-repairing property; dynamic covalent bond gives the structure stability and mechanical strength of covalent crosslinked polymer under non-catalytic reaction conditions on the one hand, and dynamic reversibility under specific reaction conditions on the other hand; the combination of the two makes the hybrid dynamic polymer self-repairing and self-repairing. Receivability, reproducibility and other characteristics. The hybrid dynamic polymer can be widely used in self-repairing materials and tough elastomers.

【技术实现步骤摘要】
一种杂化动态聚合物及其应用
本专利技术涉及聚合物领域，具体涉及一种杂化动态聚合物及其应用。
技术介绍
交联是聚合物形成三维网络结构以达到提高聚合物材料稳定性和力学性能等效果的通用方法。交联可以是化学(共价)交联或者是物理(非共价/超分子)交联。化学交联由于特别有助于提升聚合物材料的稳定性和力学性能等，因此在聚合物交联中占有较大的比例。但是，当仅仅采用化学交联时，如果交联密度较低，即交联点之间的链较长或交联点官能度较低，则往往交联聚合物比较柔软，缺乏尺寸稳定性，力学性能不佳；而如果交联密度较高，即交联点之间的链较短或交联点官能度较高，则往往导致交联聚合物硬而脆，易碎裂失效；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，不仅聚合物材料的性能被固定化，而且难以回收循环利用。因此，需要发展一种新型的交联聚合物，使得体系既能够具有良好的稳定性和力学性能，又能有优异的动态性且可重复利用，以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
针对上述背景，为了使聚合物获得良好的稳定性和力学性能，又具备动态性和可重复利用性，本专利技术提供了一种杂化动态聚合物。为此，我们在聚合物中引入动态共价键和超分子氢键，以动态共价交联和超分子交联取代传统的化学共价交联而形成杂化交联网络。动态共价交联可维持聚合物的结构和力学性能，而超分子氢键交联可以进一步提高交联密度，增强其稳定性和力学性能；同时，超分子氢键提供动态性，而动态共价键在一定条件下的可断裂和再形成弥补了化学交联缺乏的动态性，使聚合物具有自修复性和可回收再加工性。本专利技术通过如下技术方案予以实现：一种杂化动态聚合物，其特征在于，所述的杂化动态聚合物中同时含有基于三唑啉二酮-吲哚加合物的动态共价键和超分子氢键，且含有至少一个交联网络；其中含有至少一种侧氢键基团或端基氢键基团或侧氢键基团和端基氢键基团参与形成所述的超分子氢键，且所述侧氢键基团和端基氢键基团中含有非源自三唑啉二酮和吲哚以及其加合物的氢键基团；其中，所述的基于三唑啉二酮-吲哚加合物的动态共价键具有下式所示的结构：其中，表示与聚合物链或者其他任意合适的基团或原子的连接。在本专利技术的一种实施方式中，所述的杂化动态聚合物中只有一个交联网络，该交联网络中同时含有动态共价交联和超分子交联，其中，动态共价交联的交联度达到其凝胶点以上，超分子交联的交联度在其凝胶点以上或以下。在本专利技术的一种实施方式中，所述的杂化动态聚合物中只有一个交联网络，该交联网络中同时含有动态共价交联和超分子交联，其中，动态共价交联的交联度在其凝胶点以下，超分子交联的交联度在其凝胶点以上。在本专利技术的一种实施方式中，所述的杂化动态聚合物中只有一个交联网络，该交联网络中同时含有动态共价交联和超分子交联，其中，动态共价交联的交联度在其凝胶点以下，超分子交联的交联度在其凝胶点以下，但两者交联度之和在凝胶点以上。在本专利技术的一种实施方式中，所述的杂化动态聚合物中含有两个网络；第1网络中仅含动态共价交联，其交联度在其凝胶点以上；第2网络中仅含超分子交联，其交联度在其凝胶点以上。在本专利技术的一种实施方式中，所述的杂化动态聚合物中含有两个网络；第1网络中含动态共价交联和超分子交联，该交联网络中同时含有动态共价交联和超分子交联，其中，动态共价交联的交联度在其凝胶点以上，超分子交联的交联度在其凝胶点以上或以下；第2网络中仅含超分子交联，其交联度在其凝胶点以上。在本专利技术的一种实施方式中，所述的杂化动态聚合物中含有一个网络，其中仅含有凝胶点以上的动态共价交联，超分子交联度在其凝胶点以下的超分子聚合物分散在动态共价交联网络中。在本专利技术的一种实施方式中，所述的杂化动态聚合物中含有一个网络，该交联网络中同时含有动态共价交联和超分子交联，其中，动态共价交联的交联度达到其凝胶点以上，超分子交联的交联度在其凝胶点以上或以下；超分子交联度在其凝胶点以下的超分子聚合物分散在动态共价交联网络中。在本专利技术的一种实施方式中，所述的杂化动态聚合物中含有一个网络，其中仅含有凝胶点以上的动态共价交联，超分子交联度在其凝胶点以上的超分子聚合物以颗粒状态分散在动态共价交联网络中。在本专利技术的一种实施方式中，所述的杂化动态聚合物中含有一个网络，该交联网络中同时含有动态共价交联和超分子交联，其中，动态共价交联的交联度达到其凝胶点以上，超分子交联的交联度在其凝胶点以上或以下；超分子交联度在其凝胶点以上的超分子聚合物以颗粒状态分散在动态共价交联网络中。在本专利技术的一种实施方式中，其中所述的杂化动态聚合物的至少一个玻璃化转变温度不高于25℃。在本专利技术的一种实施方式中，其中所述的杂化动态聚合物的至少一个玻璃化转变温度不高于0℃。在本专利技术的一种实施方式中，其中所述的杂化动态聚合物所有的玻璃化转变温度都不高于25℃。在本专利技术的一种实施方式中，其中所述的杂化动态聚合物所有的玻璃化转变温度都不高于0℃。在本专利技术的一种实施方式中，其中所述的杂化动态聚合物的至少一个玻璃化转变温度高于25℃且低于40℃。在本专利技术的一种实施方式中，其中所述的杂化动态聚合物的至少一个玻璃化转变温度不低于40℃且不高于动态共价键的解离温度。在本专利技术的一种实施方式中，其中所述的杂化动态聚合物所有的玻璃化转变温度都不低于40℃且不高于动态共价键的解离温度。在本专利技术的一种实施方式中，所述的杂化动态聚合物中含有两种或两种以上基于三唑啉二酮-吲哚加合物的动态共价键。在本专利技术的一种实施方式中，其中所述的氢键基团中至少有一种氢键基团同时含有氢键供体和氢键受体，其中所述的同时含有氢键供体和氢键受体的氢键基团优选含有至少一个仲氨基，更优选含有以下结构成分中的至少一种：其中，表示与聚合物链或者其他任意合适的基团/原子(包括氢原子)的连接，与之间可以成环或不成环。在本专利技术的一种实施方式中，其中所述的侧氢键基团和端基氢键基团选自氨基甲酸酯基、脲基、硫代氨基甲酸酯基以及以上基团的衍生物等。在本专利技术的一种实施方式中，所述的杂化动态聚合物还含有至少一种主链骨架氢键基团。在本专利技术的一种实施方式中，所述的杂化动态聚合物含有至少一种不超过四齿的所述的氢键基团。在本专利技术的一种实施方式中，所述的杂化动态聚合物含有两种或两种以上所述的氢键基团。在本专利技术的一种实施方式中，其中用于连接动态共价键和动态共价键、动态共价键和氢键基团、氢键基团和氢键基团的聚合物链段中至少一种为主链为碳链结构或碳杂链结构的聚合物链段。在本专利技术的一种实施方式中，其中用于连接动态共价键和动态共价键、动态共价键和氢键基团、氢键基团和氢键基团的聚合物链段中至少一种为主链为元素杂链结构的聚合物链段。在本专利技术的一种实施方式中，其中用于连接动态共价键和动态共价键、动态共价键和氢键基团、氢键基团和氢键基团的聚合物链段中至少一种为玻璃化转变温度不高于25℃的聚合物链段。在本专利技术的一种实施方式中，其中用于连接动态共价键和动态共价键、动态共价键和氢键基团、氢键基团和氢键基团的聚合物链段中至少一种为玻璃化转变温度不高于0℃的聚合物链段。在本专利技术的一种实施方式中，其中用于连接动态共价键和动态共价键、动态共价键和氢键基团、氢键基团和氢键基团的聚合物链段中至少一种为玻璃化转变温度高于25℃且低于40℃的聚合物链段。在本专利技术的一种实施方式中，其中用于连接动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种杂化动态聚合物，其特征在于，所述的杂化动态聚合物中同时含有基于三唑啉二酮‑吲哚加合物的动态共价键和超分子氢键，且含有至少一个交联网络；其中含有至少一种侧氢键基团或端基氢键基团或侧氢键基团和端基氢键基团参与形成所述的超分子氢键，且所述侧氢键基团和端基氢键基团中含有非源自三唑啉二酮和吲哚以及其加合物的氢键基团；其中，所述的基于三唑啉二酮‑吲哚加合物的动态共价键具有下式所示的结构：

【技术特征摘要】
1.一种杂化动态聚合物，其特征在于，所述的杂化动态聚合物中同时含有基于三唑啉二酮-吲哚加合物的动态共价键和超分子氢键，且含有至少一个交联网络；其中含有至少一种侧氢键基团或端基氢键基团或侧氢键基团和端基氢键基团参与形成所述的超分子氢键，且所述侧氢键基团和端基氢键基团中含有非源自三唑啉二酮和吲哚以及其加合物的氢键基团；其中，所述的基于三唑啉二酮-吲哚加合物的动态共价键具有下式所示的结构：其中，表示与聚合物链或者其他任意合适的基团或原子的连接。2.根据权利要求1所述的一种杂化动态聚合物，其特征在于，所述的杂化动态聚合物具有如下所述网络结构中的一种：所述的杂化动态聚合物中只有一个交联网络，该交联网络中同时含有动态共价交联和超分子交联，其中，动态共价交联的交联度达到其凝胶点以上，超分子交联的交联度在其凝胶点以上或以下；所述的杂化动态聚合物中只有一个交联网络，该交联网络中同时含有动态共价交联和超分子交联，其中，动态共价交联的交联度在其凝胶点以下，超分子交联的交联度在其凝胶点以上；所述的杂化动态聚合物中只有一个交联网络，该交联网络中同时含有动态共价交联和超分子交联，其中，动态共价交联的交联度在其凝胶点以下，超分子交联的交联度在其凝胶点以下，但两者交联度之和在凝胶点以上；所述的杂化动态聚合物中含有两个网络；第1网络中仅含动态共价交联，其交联度在其凝胶点以上；第2网络中仅含超分子交联，其交联度在其凝胶点以上；所述的杂化动态聚合物中含有两个网络；第1网络中含动态共价交联和超分子交联，该交联网络中同时含有动态共价交联和超分子交联，其中，动态共价交联的交联度在其凝胶点以上，超分子交联的交联度在其凝胶点以上或以下；第2网络中仅含超分子交联，其交联度在其凝胶点以上；所述的杂化动态聚合物中含有一个网络，其中仅含有凝胶点以上的动态共价交联，超分子交联度在其凝胶点以下的超分子聚合物分散在动态共价交联网络中；所述的杂化动态聚合物中含有一个网络，该交联网络中同时含有动态共价交联和超分子交联，其中，动态共价交联的交联度达到其凝胶点以上，超分子交联的交联度在其凝胶点以上或以下；超分子交联度在其凝胶点以下的超分子聚合物分散在动态共价交联网络中；所述的杂化动态聚合物中含有一个网络，其中仅含有凝胶点以上的动态共价交联，超分子交联度在其凝胶点以上的超分子聚合物以颗粒状态...

【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