The invention discloses an energy absorption method based on dynamic cross-linking polymer, which uses dynamic polymer containing dynamic covalent bond induced by steric hindrance effect to absorb energy, in which the dynamic covalent bond induced by steric hindrance effect exists as the polymer link point and/or cross-linking point of dynamic polymer, and is necessary for forming or maintaining the dynamic polymer structure. Pieces. By virtue of the dynamic reversibility of covalent bonds induced by steric hindrance effect and the optional supramolecular hydrogen bonds, the dynamic crosslinked polymer can reflect the energy dissipation characteristics. Its use as an energy absorbing material can provide good functions of damping, shock absorption, sound insulation, noise reduction and shock resistance, especially for physical protection in sports and daily life and work. Protection, military and police physical protection, explosion-proof, airdrop and airdrop protection, automobile anti-collision, anti-impact protection of electronic and electrical products, etc.
【技术实现步骤摘要】
一种基于动态交联聚合物的吸能方法
本专利技术涉及一种吸能方法,具体涉及一种基于由动态可逆共价键构成的动态交联聚合物的吸能方法。
技术介绍
在日常生活、运动、休闲娱乐、军事、警务、安保、医护、生产等活动中,人体、动物体和物品等经常受到撞击、振动、震动、爆炸、声音等物理冲击的严重影响。通过使用吸能材料进行吸能,可以对这类物理冲击起到有效的防护、缓解。这些吸能方法分为主动式吸能与被动式吸能。主动式吸能包括使用减振器等方法,被动式吸能包括使用具有吸能功能的材料等方法。用于吸能的材料主要有金属、聚合物、复合材料等材料。其中,聚合物材料的能量损耗来源主要有以下几种:1、利用聚合物在其玻璃化转变温度附近具有高损耗因子的现象吸能。这种方法由于材料处在玻璃化转变温度附近,材料的力学性能对温度变化敏感,在使用过程中材料的力学性能易随环境温度的变化而剧烈变化,给使用带来困难;2、利用共价键等化学键的断裂以及材料内部产生裂纹甚至材料整体的断裂等过程吸能,在上述各过程中,共价键的断裂与宏观的裂纹、断裂不但无法恢复,还将导致材料的力学性能降低,在一次或少数几次吸能过程后,材料必须及时替换才能维持原有的性能;3、利用形变,特别是聚合物橡胶态或粘弹态的较大形变所带来的分子链段间的内摩擦吸能,这种方法通常需要材料发生较大的形变才能产生显著的效果,而当材料发生能量高损耗的形变后,往往无法恢复到原来的形状,无法继续使用,必须被更换。在现有技术中,用做吸能的聚合物材料常见的结构有基于上述各种能量损耗机理而设计得到的聚合物合金、聚合物互穿网络、聚合物弹性体等。这些用于吸能的结构往往是上述各机理的简 ...
【技术保护点】
1.一种基于动态交联聚合物的吸能方法,其特征在于,提供一种动态交联聚合物或其组成,并以其作为吸能材料进行吸能;其中,所述的动态交联聚合物,其包含有基于位阻效应诱导的动态共价键;其中,所述的基于位阻效应诱导的动态共价键作为动态聚合物的聚合链接点、或者交联链接点、或者同时作为聚合链接点和交联链接点而存在,是形成或维持动态聚合物结构的必要条件;其中,所述的基于位阻效应诱导的动态共价键,其含有下述通式所示结构:
【技术特征摘要】
1.一种基于动态交联聚合物的吸能方法,其特征在于,提供一种动态交联聚合物或其组成,并以其作为吸能材料进行吸能;其中,所述的动态交联聚合物,其包含有基于位阻效应诱导的动态共价键;其中,所述的基于位阻效应诱导的动态共价键作为动态聚合物的聚合链接点、或者交联链接点、或者同时作为聚合链接点和交联链接点而存在,是形成或维持动态聚合物结构的必要条件;其中,所述的基于位阻效应诱导的动态共价键,其含有下述通式所示结构:其中,X选自碳原子、硅原子和氮原子;Z选自氧原子和硫原子;Rb为所述具有位阻效应的大基团;当X选自碳原子、硅原子时,R1、R2存在,且R1和R2各自独立地选自氢原子、取代原子、取代基;其中,R1和R2相同或不相同;当X选自氮原子时,R1存在,R2不存在,且R1选自氢原子、取代原子、取代基。2.根据权利要求1所述的基于动态交联聚合物的吸能方法,其特征在于,具有位阻效应的大基团Rb选自异丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、烯丙基、丙烯基、乙烯基、甲基苯基、丁基苯基、苄基、取代的C3-20烷基、取代的C3-20烯基、取代的芳烃基、取代的C3-20脂杂烃基、取代的杂芳烃基等中任一种原子或基团。3.根据权利要求1所述的基于动态交联聚合物的吸能方法,其特征在于,所述动态交联聚合物中含有超分子氢键,其由存在于动态交联聚合物链骨架、侧基、端基,或者小分子化合物、填料中任一处或多处的氢键基团之间形成氢键构成。4.根据权利要求3所述的基于动态交联聚合物的吸能方法,其特征在于,所述的存在于动态交联聚合物链骨架上的骨架氢键基团,其含有以下任一种或任几种结构成分:其中,W选自氧原子、硫原子;X选自氧原子、硫原子、氮原子、碳原子;其中,a为与X原子相连的D的数目;当X选自氧原子或硫原子时,a=0,D不存在;当X选自氮原子时,a=1;当X选自碳原子时,a=2;D选自氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;环状结构为含有至少一个N-H键的非芳香性或芳香性氮杂环基团,且至少有两个成环原子为氮原子。5.根据权利要求3所述的基于动态交联聚合物的吸能方法,其特征在于,所述的存在于动态交联聚合物链侧基上的侧基氢键基团和存在于动态交联聚合物链端基上的端基氢键基团,其含有以下任一种或任几种结构成分:其中,W选自氧原子、硫原子;X选自氧原子、硫原子、氮原子、碳原子;其中,a为与X原子相连的D的数目;当X选自氧原子或硫原子时,a=0,D不存在;当X选自氮原子时,a=1;当X选自碳原子时,a=2;D选自氢原子、杂原子基团、小分子烃基;I为二价连接基团,其选自单键、杂原子连接基、二价小分子烃基;Q为端基,其选自氢原子、杂原子基团、小分子烃基;环状结构为含有至少一个N-H键的非芳香性或芳香性氮杂环基团,且至少有两个成环原子为氮原子。6.根据权利要求1所述的基于动态交联聚合物的吸能方法,其特征在于,所述的动...
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