【技术实现步骤摘要】
一种力致响应动态聚合物及其应用
本专利技术涉及智能材料领域，具体涉及一种由力敏团和无硼动态共价键以及可选的含硼动态共价键、可选的超分子作用构成的力致响应动态聚合物。
技术介绍
高分子力化学是建立在高分子化学与力学基础上的交叉学科，主要研究高分子在机械力作用下物理、化学性质的变化。机械力响应性高分子便是将力敏感基团以共价键的形式，嵌入高分子骨架中，与目前广泛利用的光、热、电等激励方式不同的是，机械力具有方向性：在机械力作用下，高分子链可以作为应力传导介质，使机械能从高分子链的两端向中心传导。与通常的化学反应过程相比，机械力诱导的化学反应具有高反应活性、高方向性、高选择性和分子量的依赖性等特点。传统的化学反应往往通过加热、光照、辐射等方式进行引发，而机械力作为一种广泛存在于自然界和生物体的能量传递方式，相比较光、电、热等引发条件，其更为清洁更易得。近年来随着聚合物材料科学的飞速发展，越来越多的科研工作者开始对力化学展开研究。力化学所研究的是在力作用诱导下的化学键的形成和断裂、分子间相互作用的变化过程，通过向分子中引入对力...
【技术保护点】
1.一种力致响应动态聚合物，其特征在于，其在聚合物链骨架上含有至少一种力敏团和至少一种无硼动态共价键；其中还可选地含有至少一种含硼动态共价键；其中还可选地含有至少一种超分子作用；所述动态聚合物中动态组分的存在，是形成或维持动态聚合物结构的必要条件；在机械力作用下，所述动态聚合物中的力敏团发生化学和/或物理变化，实现力致响应。/n
【技术特征摘要】
1.一种力致响应动态聚合物，其特征在于，其在聚合物链骨架上含有至少一种力敏团和至少一种无硼动态共价键；其中还可选地含有至少一种含硼动态共价键；其中还可选地含有至少一种超分子作用；所述动态聚合物中动态组分的存在，是形成或维持动态聚合物结构的必要条件；在机械力作用下，所述动态聚合物中的力敏团发生化学和/或物理变化，实现力致响应。
2.根据权利要求1所述的力致响应动态聚合物，其特征在于，所述力致响应动态聚合物的拓扑结构选自线型、环状、支化、团簇、交联及其组合形式。
3.根据权利要求1所述的力致响应动态聚合物，其特征在于，所述的力敏团选自共价单力敏团、非共价单力敏团、复合力敏团。
4.根据权利要求3所述的力致响应动态聚合物，其特征在于，所述的共价单力敏团，其选自基于均裂机理的共价单力敏团、基于异裂机理的共价单力敏团、基于逆环化机理的共价单力敏团、基于电环化机理的共价单力敏团、基于弯曲活化机理的共价单力敏团以及基于其他机理的共价单力敏团；所述的非共价单力敏团，其选自基于超分子复合体的非共价单力敏团、基于超分子组装体的非共价单力敏团、基于组合物的非共价单力敏团、基于聚集体的非共价单力敏团；所述的复合力敏团，其选自栓系复合力敏团、门控复合力敏团、平行复合力敏团、串联复合力敏团、多元复合力敏团。
5.根据权利要求1所述的力致响应动态聚合物，其特征在于，所述的无硼动态共价键，其选自动态连硫键、动态双硒键、动态硒氮键、缩醛类动态共价键、基于碳氮双键的动态共价键、基于可逆自由基的动态共价键、结合性可交换型酰基键、基于位阻效应诱导的动态共价键、可逆加成断裂链转移动态共价键、动态硅氧烷键、动态硅醚键、基于烷基三唑鎓的可交换型动态共价键、可发生烯烃交叉易位复分解反应的不饱和碳碳双键、可发生炔烃交叉易位复分解反应的不饱和碳碳叁键、[2+2]环加成动态共价键、[4+2]环加成动态共价键、[4+4]环加成动态共价键、巯基-迈克尔加成动态共价键、胺烯-迈克尔加成动态共价键、基于三唑啉二酮-吲哚的动态共价键、基于双氮杂卡宾的动态共价键、六氢三嗪类动态共价键、动态可交换型三烷基锍键。
6.根据权利要求1所述的力致响应动态聚合物，其特征在于，所述的含硼动态共价键，其选自有机硼酐键、无机硼酐键、有机-无机硼酐键、饱和五元环有机硼酸酯键、不饱和五元环有机硼酸酯键、饱和六元环有机硼酸酯键、不饱和六元环有机硼酸酯键、饱和五元环无机硼酸酯键、不饱和五元环无机硼酸酯键、饱和六元环无机硼酸酯键、不饱和六元环无机硼酸酯键、有机硼酸单酯键、无机硼酸单酯键、有机硼酸硅酯键、无机硼酸硅酯键。
7.根据权利要求1所述的力致响应动态聚合物，其特征在于，所述的超分子作用，其选自氢键作用、金属-配体作用、离子作用、离子-偶极作用、主体-客体作用、亲金属作用、偶极-偶极作用、卤键作用、路易斯酸碱对作用、阳离子-π作用、阴离子-π作用、苯-氟苯作用、π-π堆叠作用、离子氢键作用、自由基阳离子二聚作用、相分离作用、结晶作用。
8.根据权利要求1所述的力致响应动态聚合物，其特征在于，所述的动态组分，其包括无硼动态共价键、含硼动态共价键、具有动态共价特征的共价单力敏团、非共价单力敏团中具有动态共价特征的共价成分、非共价单力敏团中的超分子成分、动态断链型复合力敏团以及超分子作用。
9.根据权利要求1所述的力致响应动态聚合物，其特征在于，所述的力致响应动态聚合物具有如下结构中的一种：
第一种：所述的力致响应动态聚合物为非交联结构，其含有至少一种共价单力敏团以及至少一种无硼动态共价键；
第二种：所述的力致响应动态聚合物为非交联结构，其含有至少一种共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键以及至少一种含硼动态共价键；
第三种：所述的力致响应动态聚合物为非交联结构，其含有至少一种共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键以及至少一种超分子作用；
第四种：所述的力致响应动态聚合物为非交联结构，其含有至少一种共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键、至少一种含硼动态共价键以及至少一种超分子作用；
第五种：所述的力致响应动态聚合物为非交联结构，其含有至少一种非共价单力敏团以及至少一种无硼动态共价键；
第六种：所述的力致响应动态聚合物为非交联结构，其含有至少一种非共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键以及至少一种含硼动态共价键；
第七种：所述的力致响应动态聚合物为非交联结构，其含有至少一种非共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键以及至少一种超分子作用；
第八种：所述的力致响应动态聚合物为非交联结构，其含有至少一种非共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键、至少一种含硼动态共价键以及至少一种超分子作用；
第九种：所述的力致响应动态聚合物为非交联结构，其含有至少一种复合力敏团以及至少一种无硼动态共价键；
第十种：所述的力致响应动态聚合物为非交联结构，其含有至少一种复合力敏团、至少一种无硼动态共价键以及至少一种含硼动态共价键；
第十一种：所述的力致响应动态聚合物为非交联结构，其含有至少一种复合力敏团、至少一种无硼动态共价键以及至少一种超分子作用；
第十二种：所述的力致响应动态聚合物为非交联结构，其含有至少一种复合力敏团、至少一种无硼动态共价键、至少一种含硼动态共价键以及至少一种超分子作用；
第十三种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中仅含一个交联网络，其含有至少一种共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键、至少一种可选的含硼动态共价键、至少一种可选的超分子作用；其中，无硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以上；
第十四种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中仅含一个交联网络，其含有至少一种共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键、至少一种含硼动态共价键、至少一种可选的超分子作用；其中，无硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以下，含硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以上或以下，但无硼动态共价键交联的交联度和含硼动态共价键交联的交联度之和在凝胶点以上；
第十五种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中仅含一个交联网络，其含有至少一种共价单力敏团且其中至少一种是具有动态共价特征的共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键、至少一种可选的含硼动态共价键、至少一种可选的超分子作用；其中，具有动态共价特征的共价单力敏团交联的交联度在其凝胶点以下，无硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以下，但二者的交联度之和在其凝胶点以上；
第十六种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中仅含一个交联网络，其含有至少一种共价单力敏团且其中至少一种是具有动态共价特征的共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键、至少一种可选的含硼动态共价键、至少一种可选的超分子作用；其中，具有动态共价特征的共价单力敏团交联的交联度、无硼动态共价键交联的交联度，二者至少有一个在其凝胶点以上；
第十七种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中含有至少两个交联网络，其中至少一个交联网络中含有至少一种共价单力敏团、至少一个交联网络中含有至少一种无硼动态共价键；其中，各个网络中的无硼动态共价键交联的交联度均在其凝胶点以上；
第十八种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中含有至少两个交联网络，其中至少一个交联网络中含有至少一种共价单力敏团，至少一个交联网络中含有至少一种无硼动态共价键，至少一个网络中含有至少一种含硼动态共价键；其中，在交联网络中还可选地含有至少一种超分子作用；其中，各个网络的交联度均在其凝胶点以上；
第十九种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中含有至少两个交联网络，其中至少一个交联网络中含有至少一种具有动态共价特征的共价单力敏团，至少一个交联网络中含有至少一种无硼动态共价键；其中，在交联网络中还可选地含有至少一种含硼动态共价键，可选地含有至少一种超分子作用；其中，各个网络的交联度均在其凝胶点以上；
第二十种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中仅含一个交联网络，其含有至少一种非共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键；其中，非共价单力敏团交联的交联度在其凝胶点以下，无硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以下，但二者的交联度之和在其凝胶点以上；
第二十一种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中仅含一个交联网络，其含有至少一种非共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键；其中非共价单力敏团中动态组分交联的交联度在其凝胶点以上，无硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以下；
第二十二种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中仅含一个交联网络，其含有至少一种非共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键；其中，非共价单力敏团中动态组分交联的交联度在其凝胶点以上或以下，无硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以上；
第二十三种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中仅含一个交联网络，其含有至少一种非共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键、至少一种含硼动态共价键以及可选的至少一种超分子作用；其中，非共价单力敏团中动态组分交联的交联度在其凝胶点以上或以下，无硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以下，含硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以上或以下，超分子作用交联的交联度在其凝胶点以上或以下，且四者的交联度之和在其凝胶点以上；
第二十四种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中仅含一个交联网络，其含有至少一种非共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键、至少一种含硼动态共价键以及可选的至少一种超分子作用；其中，非共价单力敏团中动态组分交联的交联度在其凝胶点以上或以下，无硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以上，含硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以上或以下，超分子作用交联的交联度在其凝胶点以上或以下；
第二十五种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中含有至少两个交联网络，其中至少一个交联网络中含有至少一种非共价单力敏团，至少一个交联网络中含有至少一种无硼动态共价键；其中，各个网络中非共价单力敏团中动态组分交联的交联度、无硼动态共价键交联的交联度均在其凝胶点以上；
第二十六种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中含有至少两个交联网络，其中至少一个交联网络中含有至少一种非共价单力敏团，至少一个交联网络中含有至少一种无硼动态共价键，至少一个网络中含有至少一种含硼动态共价键，还可选地在至少一个网络中含有超分子作用；其中，各个网络中非共价单力敏团中动态组分交联的交联度、无硼动态共价键交联的交联度、含硼动态共价键交联的交联度均在其凝胶点以上；
第二十七种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中仅含一个交联网络，其含有至少一种复合力敏团、至少一种无硼动态共价键、至少一种可选的含硼动态共价键、至少一种可选的超分子作用；其中，无硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以上；
第二十八种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中仅含一个交联网络，其含有至少一种复合力敏团、至少一种无硼动态共价键、至少一种含硼动态共价键、至少一种可选的超分子作用；其中，无硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以下，含硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以上或以下，但无硼动态共价键交联的交联度和含硼动态共价键交联的交联度之和在凝胶点以上；
第二十九种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中仅含一个交联网络，其含有至少一种复合力敏团且其中至少一种是动态断链型复合力敏团、至少一种无硼动态共价键、至少一种可选的含硼动态共价键、至少一种可选的超分子作用；其中，动态断链型复合力敏团交联的交联度在其凝胶点以下，无硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以下，但二者的交联度之和在其凝胶点以上；
第三十种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中仅含一个交联网络，其含有至少一种复合力敏团且其中至少一种是动态断链型复合力敏团、至少一种无硼动态共价键、至少一种可选的含硼动态共价键、至少一种可选的超分子作用；其中，动态断链型复合力敏团交联的交联度、无硼动态共价键交联的交联度，二者至少有一个在其凝胶点以上；
第三十一种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中含有至少两个交联网络，其中至少一个交联网络中含有至少一种复合力敏团、至少一个交联网络中含有至少一种无硼动态共价键；其中，各个网络中的无硼动态共价键交联的交联度均在其凝胶点以上；
第三十二种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中含有至少两个交联网络，其中至少一个交联网络中含有至少一种复合力敏团，至少一个交联网络中含有至少一种无硼动态共价键，至少一个网络中含有至少一种含硼动态共价键；其中，在交联网络中还可选地含有至少一种超分子作用；其中，各个网络的交联度均在其凝胶点以上；
第三十三种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中含有至少两个交联网络，其中至少一个交联网络中含有至少一种动态断链型复合力敏团，至少一个交联网络中含有至少一种无硼动态共价键；其中，在交联网络中还可选地含有至少一种含硼动态共价键，可选地含有至少一种超分子作用；其中，各个网络的交联度均在其凝胶点以上；
第三十四种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中仅含一个交联网络，其含有至少一种共价单力敏团、至少一种非共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键；其中，共价单力敏团交联的交联度在其凝胶点以下，非共价单力敏团交联的交联度在其凝胶点以下，无硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以下，但三者的交联度之和在其凝胶点以上；
第三十五种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中仅含一个交联网络，其含有至少一种共价单力敏团、至少一种非共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键；其中，非共价单力敏团中动态组分交联的交联度在其凝胶点以上，无硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以下；
第三十六种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中仅含一个交联网络，其含有至少一种共价单力敏团、至少一种非共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键；其中，非共价单力敏团中动态组分交联的交联度在其凝胶点以上或以下，无硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以上；
第三十七种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中仅含一个交联网络，其含有至少一种共价单力敏团、至少一种非共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键、至少一种含硼动态共价键以及可选的至少一种超分子作用；其中，非共价单力敏团中动态组分交联的交联度在其凝胶点以上或以下，无硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以下，含硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以上或以下，超分子作用交联的交联度在其凝胶点以上或以下，但四者的交联度之和在其凝胶点以上；
第三十八种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中仅含一个交联网络，其含有至少一种共价单力敏团、至少一种非共价单力敏团、至少一种无硼动态共价键、至少一种含硼动态共价键以及可选的至少一种超分子作用；其中，非共价单力敏团中动态组分交联的交联度在其凝胶点以上或以下，无硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以上，含硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以上或以下，超分子作用交联的交联度在其凝胶点以上或以下；
第三十九种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中含有至少两个交联网络，其中至少一个交联网络中含有至少一种具有动态共价特征的共价单力敏团，至少一个交联网络中含有至少一种非共价单力敏团中的动态组分，至少一个交联网络中含有至少一种无硼动态共价键；其中，各个网络的交联度均在其凝胶点以上，且其中具有动态共价特征的共价单力敏团、非共价单力敏团中的动态组分和无硼动态共价键一旦解离，交联网络即降解；
第四十种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中含有至少两个交联网络，其中至少一个交联网络中含有至少一种具有动态共价特征的共价单力敏团，至少一个交联网络中含有至少一种非共价单力敏团中的动态组分，至少一个交联网络中含有至少一种无硼动态共价键，至少一个交联网络中含有至少一种含硼动态共价键，至少一个交联网络中还可选地含有超分子作用；其中，各个网络的交联度均在其凝胶点以上，且其中具有动态共价特征的共价单力敏团、非共价单力敏团中的动态组分、无硼动态共价键、含硼动态共价键和可选的超分子作用一旦解离，交联网络即降解；
第四十一种：所述的力致响应动态聚合物为非交联结构，其含有至少一种力敏团、至少一种无硼动态共价键以及可选的至少一种含硼动态共价键和可选的至少一种超分子作用；其中不含有交联的无限网络；其中共混有含有至少一种无硼动态共价键和/或至少一种含硼动态共价键和/或至少一种超分子作用的非交联聚合物和/或含有至少一种无硼动态共价键和/或至少一种含硼动态共价键和/或至少一种超分子作用的交联聚合物颗粒；
第四十二种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中至少含有一个交联的无限网络；其中含有至少一种力敏团、至少一种无硼动态共价键以及可选的至少一种含硼动态共价键和可选的至少一种超分子作用；其中至少一个交联的无限网络含有无硼动态共价交联和/或含硼动态共价键和/或超分子作用交联，且一旦无硼动态共价交联和/或含硼动态共价键和/或超分子作用交联解离则交联结构降解；其中共混有含有至少一种无硼动态共价键和/或至少一种含硼动态共价键和/或至少一种超分子作用的非交联聚合物和/或含有至少一种无硼动态共价键和/或至少一种含硼动态共价键和/或至少一种超分子作用的交联聚合物颗粒；
第四十三种：所述的力致响应动态聚合物为非交联结构，其含有至少两种力敏团、至少一种无硼动态共价键、可选的至少一种含硼动态共价键以及可选的至少一种超分子作用；
第四十四种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中仅含一个交联网络，其含有至少两种力敏团、至少一种无硼动态共价键、可选的至少一种含硼动态共价键以及可选的至少一种超分子作用；其中，无硼动态共价键交联的交联度在其凝胶点以上；
第四十五种：所述的力致响应动态聚合物为交联结构，其中含有至少两个交联网络，其含有至少两种力敏团，在至少一个交联网络中含有至少一种无硼动态共价键；其中，在至少一个网络中还可选的含有含硼动态共价键，在至少一个网络中还可选的含有超分子作用；其中，各个网络中的动态组分交联的交联度均在其凝胶点以上；
第四十六种：所述的力致响应动态聚合物在聚合物链骨架上含有至少一种力敏团和至少一种无硼动态共价键；其中，所述的无硼动态共价键，其选自动态连硫键、动态双硒键；
第四十七种：所述的力致响应动态聚合物在聚合物链骨架上含有至少一种力敏团和至少一种无硼动态共价键；其中，所述的无硼动态共价键，其选自动态硒氮键、缩醛类动态共价键、基于碳氮双键的动态共价键；
第四十八种：所述的力致响应动态聚合物在聚合物链骨架上含有至少一种力敏团和至少一种基于可逆自由基的动态共价键；
第四十九种：所述的力致响应动态聚合物在聚合物链骨架上含有至少一种力敏团和至少一种结合性可交换型酰基键；
第五十种：所述的力致响应动态聚合物在聚合物链骨架上含有至少一种力敏团和至少一种可逆加成断裂链转移动态共价键；
第五十一种：所述的力致响应动态聚合物在聚合物链骨架上含有至少一种力敏团和至少一种动态硅氧烷键；
第五十二种：所述的力致响应动态聚合物在聚合物链骨架上含有至少一种力敏团和至少一种无硼动态共价键；其中，所述的无硼动态共价键，其选自[2+2]环加成动态共价键、[4+2]环加成动态共价键、[4+4]环加成动态共价键；
第五十三种：所述的力致响应动态聚合物在聚合物链骨架上含有至少一种力敏团和至少一种基于三唑啉二酮-吲哚的动态共价键；
第五十四种：所述的力致响应动态聚合物在聚合物链骨架上含有至少一种力敏团、至少一种无硼动态共价键和至少一种含硼动态共价键；其中，所述的含硼动态共价键，其选自饱和五元环有机硼酸酯键、不饱和五元环有机硼酸酯键、饱和六元环有机硼酸酯键、不饱和六元环有...
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