一种具有多网络结构的力致响应性聚合物制造技术

本发明专利技术公开了一种具有多网络结构的力致响应性聚合物，其含有至少一种力敏团和至少两个交联网络，其中任一交联网络均含有至少一种动态断链型力敏团和/或至少一种超分子作用，且至少一个交联网络含有至少一种动态断链型力敏团交联且其交联度在凝胶点以上；在机械力作用下，所述的力敏团发生化学和/或物理变化，实现力致响应。力致响应性聚合物的多网络结构可为聚合物提供优异的结构稳定性与力学性能；基于力敏团的力致响应性和动态特性，可赋予聚合物应力、应变、损伤、失效的监测和警示性能和自修复性能。所述力致响应性聚合物可应用于具有力致响应功能的功能涂层、自修复材料、储能器件材料、吸能材料、光电器件材料、力学探针材料等。

【技术实现步骤摘要】
一种具有多网络结构的力致响应性聚合物
本专利技术涉及智能材料领域，具体涉及一种具有多网络结构的力致响应性聚合物。
技术介绍
聚合物的交联过程是获得材料良好力学强度和结构稳定性的重要因素，其中交联作用包括物理交联和化学交联，传统交联材料通常只含有单一交联形式的网络结构，其在一定程度可以提高材料的力学强度，但对于仅含有物理交联的聚合物，其键合作用相对较弱，表现出一定的可逆性，可增加材料韧性、抗撕裂性、抗疲劳性能以及自修复性能等，但也正是由于这种交联结构的可逆性，使其易受外界环境影响，如耐酸、耐碱、耐盐离子、耐温性等性能不佳，无法提供长期使用的稳定性。而传统的化学交联聚合物虽能够保持较高的力学强度与长期使用稳定性，但由于其结构的键合作用较强，材料韧性较差，材料内部产生银纹/微裂纹后，无法有效的阻止其扩展，并且在材料发生损伤后也无法获得自修复性能。此外，由于其化学键合强度基本处于同一水平，对机械力不具有特定的响应性，材料在应力/应变过程中，只有当机械力达到化学连接结构的断裂阈值并且产生了微裂纹/裂纹后，无法对材料的损伤和失效过程提供警示作用，也无法对结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有多网络结构的力致响应性聚合物，其特征在于，其含有至少一种力敏团和至少两个交联网络，其中任一交联网络均含有至少一种动态断链型力敏团和/或至少一种超分子作用，且至少一个交联网络含有至少一种动态断链型力敏团交联且其交联度在凝胶点以上；其中，所述的动态断链型力敏团和超分子作用是形成或维持所述聚合物交联网络结构的必要条件；在机械力作用下，所述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】
1.一种具有多网络结构的力致响应性聚合物，其特征在于，其含有至少一种力敏团和至少两个交联网络，其中任一交联网络均含有至少一种动态断链型力敏团和/或至少一种超分子作用，且至少一个交联网络含有至少一种动态断链型力敏团交联且其交联度在凝胶点以上；其中，所述的动态断链型力敏团和超分子作用是形成或维持所述聚合物交联网络结构的必要条件；在机械力作用下，所述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所述的具有多网络结构的力致响应性聚合物，其特征在于，所述的动态断链型力敏团，其包括具有动态共价特征的共价单力敏团、非共价单力敏团、动态断链型复合力敏团。


3.根据权利要求2所述的具有多网络结构的力致响应性聚合物，其特征在于，所述的具有动态共价特征的共价单力敏团选自双硫/多硫系列均裂机理的的共价单力敏团、双硒/多硒系列均裂机理的的共价单力敏团、双芳基呋喃酮系列均裂机理的的共价单力敏团、双芳基环酮系列均裂机理的的共价单力敏团、双芳基环戊烯二酮型系列均裂机理的的共价单力敏团、双芳基色烯系列均裂机理的的共价单力敏团、芳基联咪唑系列均裂机理的的共价单力敏团、芳基乙烷系列均裂机理的的共价单力敏团、二氰基四芳基乙烷系列均裂机理的的共价单力敏团、芳基频哪醇系列均裂机理的的共价单力敏团、链转移系列均裂机理的的共价单力敏团、环己二烯酮系列均裂机理的的共价单力敏团、四氰基乙烷系列均裂机理的的共价单力敏团、氰基酰基乙烷系列均裂机理的的共价单力敏团、联芴系列均裂机理的的共价单力敏团、烯丙基硫醚系列均裂机理的的共价单力敏团、硫代/硒代酯系列均裂机理的的共价单力敏团、环丁烷系列逆环化机理的共价单力敏团、单杂环丁烷系列逆环化机理的共价单力敏团、二氮环丁烷系列逆环化机理的共价单力敏团、DA系列逆环化机理的共价单力敏团、杂DA系列逆环化机理的共价单力敏团、光控DA系列逆环化机理的共价单力敏团、[4+4]环加成系列逆环化机理的共价单力敏团；
所述的非共价单力敏团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；
所述的动态断链型复合力敏团选自动态断链型栓系复合力敏团、动态断链型门控复合力敏团、动态断链型平行复合力敏团、动态断链型串联复合力敏团、动态断链型多元复合力敏团。


4.根据权利要求1所述的具有多网络结构的力致响应性聚合物，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。


5.根据权利要求1所述的具有多网络结构的力致响应性聚合物，其特征在于，所述的力致响应性聚合物具有如下网络结构中的一种：
第一种：所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络，其中两个交联网络均由至少一种具有动态共价特征的共价单力敏团交联形成且其交联度均在凝胶点以上，在至少一个交联网络中还可选地含有至少一种超分子作用；
第二种：所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络，其中两个交联网络均由至少一种非共价单力敏团交联形成且其交联度均在凝胶点以上，在至少一个交联网络中还可选地含有至少一种超分子作用；
第三种：所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络，其中一个交联网络由至少一种具有动态共价特征的共价单力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，另一个交联网络由至少一种非共价单力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，在至少一个交联网络中还可选地含有至少一种超分子作用；
第四种：所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络，其中一个交联网络由至少一种具有动态共价特征的共价单力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，另一个交联网络由至少一种超分子作用交联形成且其交联度在凝胶点以上；
第五种：所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络，其中一个交联网络由至少一种非共价单力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，另一个交联网络由至少一种超分子作用交联形成且其交联度在凝胶点以上；
第五种：所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络，其中一个交联网络由至少一种由动态断链型复合力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，另一个交联网络由至少一种超分子作用交联形成且其交联度在凝胶点以上；
第六种：所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络，其中一个交联网络由至少一种具有动态共价特征的共价单力敏团以及至少一种非共价单力敏团交联形成且二者交联度之和在凝胶点以上，另一个交联网络由至少一种具有动态共价特征的共价单力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，在至少一个交联网络中还可选地含有至少一种超分子作用；
第七种：所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络，其中一个交联网络由至少一种具有动态共价特征的共价单力敏团以及至少一种非共价单力敏团交联形成且二者交联度之和在凝胶点以上，另一个交联网络由至少一种非共价单力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，在至少一个交联网络中还可选地含有至少一种超分子作用；
第八种：所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络，其中一个交联网络由至少一种具有动态共价特征的共价单力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，另一个交联网络由至少一种动态断链型复合力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，在至少一个交联网络中还可选地含有至少一种超分子作用；
第九种：所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络，其中一个交联网络由至少一种非共价单力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，另一个交联网络由至少一种动态断链型复合力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，在至少一个交联网络中还可选地含有至少一种超分子作用；
第十种：所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络，其中一个交联网络由至少一种动态断链型复合力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，另一个交联网络由至少一种动态断链型复合力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，在至少一个交联网络中还可选地含有至少一种超分子作用；
第十一种：所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络，其中一个交联网络由至少一种具有动态共价特征的共价单力敏团以及至少一种非共价单力敏团交联形成且二者交联度之和在凝胶点以上，另一个交联网络由至少一种动态断链型复合力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，在至少一个交联网络中还可选地含有至少一种超分子作用；
第十二种：所述的力致响应性聚合物含有三个交联网络，其中一个交联网络由至少一种具有动态共价特征的共价单力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，另一个交联网络由至少一种具有动态共价特征的共价单力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，最后一个交联网络由至少一种非共价单力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，在至少一个交联网络中还可选地含有至少一种超分子作用；
第十三种：所述的力致响应性聚合物含有三个交联网络，其中一个交联网络由至少一种具有动态共价特征的共价单力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，另一个交联网络由至少一种非共价单力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，最后一个交联网络由至少一种非共价单力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，在至少一个交联网络中还可选地含有至少一种超分子作用；
第十四种：所述的力致响应性聚合物含有三个交联网络，其中一个交联网络由至少一种具有动态共价特征的共价单力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，另一个交联网络由至少一种非共价单力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，最后一个交联网络由至少一种超分子作用交联形成且其交联度在凝胶点以上；
第十五种：所述的力致响应性聚合物含有三个交联网络，其中一个交联网络由至少一种具有动态共价特征的共价单力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，另一个交联网络由至少一种非共价单力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，最后一个交联网络由至少一种动态断链型复合力敏团交联形成且其交联度在凝胶点以上，在至少一个交联网络中还可选地含有至少一种超分子作用；
第十六种：所述的力致响应性聚合物含有至少两个交联网络，所述交联网络均由至少一种具有动态共价特征的单力敏团交联形成且其交联度均在凝胶点以上；其中还可选地含有超分子作用；其中，所述的具有动态共价特征的单力敏团，其选自双硫/多硫系列均裂机理的的共价单力敏团、双硒/多硒系列均裂机理的的共价单力敏团、双芳基呋喃酮系列均裂机理的的共价单力敏团、双芳基环酮系列均裂机理的的共价单力敏团、双芳基环戊烯二酮型系列均裂机理的的共价单力敏团、双芳基色烯系列均裂机理的的共价单力敏团、芳基联咪唑系列均裂机理的的共价单力敏团、芳基乙烷系列均裂机理的的共价单力敏团、二氰基四芳基乙烷系列均裂机理的的共价单力敏团、芳基频哪醇系列均裂机理的的共价单力敏团、链转移系列均裂机理的的共价单力敏团、环己二烯酮系列均裂机理的的共价单力敏团、四氰基乙烷系列均裂机理的的共价单力敏团、氰基酰基乙烷系列均裂机理的的共价单力敏团、联芴系列均裂机理的的共价单力敏团、烯丙基硫醚系列均裂机理的的共价单力敏团、硫代/硒代酯系列均裂机理的的共价单力敏团；
第十七种：所述的力致响应性聚合物含有至少两个交联网络，所述交联网络均由至少一种具有动态共价特征的单力敏团交联形成且其交联度均在凝胶点以上；其中还可选地含有超分子作用；其中，所述的具有动态共价特征的单力敏团，其选自环丁烷系列逆环化机理的共价单力敏团、单杂环丁烷系列逆环化机理的共价单力敏团、二氮环丁烷系列逆环化机理的共价单力敏团、DA系列逆环化机理的共价单力敏团、杂DA系列逆环化机理的共价单力敏团、光控DA系列逆环化机理的共价单力敏团、[4+4]环加成系列逆环化机理的共价单力敏团；
第十八种：所述的力致响应性聚合物含有至少两个交联网络，所述交联网络均由至少一种基于超分子复合体的非共价单力敏团交联形成且其交联度均在凝胶点以上；其中还可选地含有超分子作用；
第十九种：所述的力致响应性聚合物含有至少两个交联网络，所述交联网络均由至少一种基于超分子组装体的非共价单力敏团交联形成且其交联度均在凝胶点以上；其中还可选地含有超分子作用；
第二十种：所述的力致响应性聚合物含有至少两个交联网络，所述交联网络均由至少一种基于组合物的非共价单力敏团交联形成且其交联度均在凝胶点以上；其中还可选地含有超分子作用；
第二十一种：所述的力致响应性聚合物含有至少两个交联网络，所述交联网络均由至少一种基于聚集体的非共价单力敏团交联形成且其交联度均在凝胶点以上；其中还可...

【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