一种基于动态聚合物的吸能方法技术

本发明专利技术公开了一种基于动态聚合物的吸能方法，其特征在于，提供一种动态聚合物作为吸能材料进行吸能；所述动态聚合物含有至少一种[4+4]环加成动态共价键与可选的超分子氢键。所述动态聚合物充分利用了动态共价键与可选的超分子氢键的动态可逆特性，能够体现出良好的能量耗散性能，可制备出可控范围广、结构丰富、性能多样的吸能聚合物材料，进而提供良好的阻尼、减震、缓冲、消声、隔音、抗冲击等作用，尤其是应用于运动和日常生活以及工作的身体防护、军警身体防护、防爆、空降和空投防护、汽车防撞、电子和电器产品抗冲击防护等方面。

【技术实现步骤摘要】
一种基于动态聚合物的吸能方法
本专利技术涉及一种吸能方法，具体涉及一种基于由[4+4]环加成动态共价键与可选的超分子氢键构成的动态聚合物的吸能方法。
技术介绍
在日常生活与实际生产等过程中，人、动物、物品等经常受到撞击、振动、震动、爆炸、声音等物理冲击的影响，通常需要利用吸能材料进行吸能，对物理冲击进行吸收、耗散和分散，从而抗冲击、阻尼、缓冲减震、隔音消声等效果。目前，应用较多的吸能材料为聚合物材料，其一般是通过大形变下分子链的运动以及相互摩擦、普通共价键或分子链的断裂、材料内部产生裂纹甚至是材料自身发生断裂等形式实现吸能，均会导致聚合物材料的力学性能、吸能性能下降，无法实现多次吸能甚至无法继续使用。现有技术中，为了提高聚合物的吸能效果，通常是基于聚合物实现吸能的多种形式的简单叠加，虽然在一定程度上提升了吸能效率，但仍然无法满足实际的综合需求。因此，需要发展一种新的吸能方法，在具有优异的吸能效果基础上，同时避免材料力学性能的下降以及因吸能导致的材料失效等问题，解决现有技术中存在的问题，满足诸多领域对吸能材料的综合需求。
技术实现思路
本专利技术针对上述背景，提供了一种基于动态聚合物的吸能方法。在聚合物中引入[4+4]环加成动态共价键与可选的超分子氢键，相比传统聚合物材料，所述动态聚合物在具有良好的结构稳定性的同时，可利用动态共价键的良好的动态可逆性进行重复多次吸能，还具有自修复能力；可选的超分子氢键，其具有的动态可逆性，能够增强材料的吸能效果和自修复能力，同时还可提高聚合物的稳定性。因此，提供了一种新型的吸能方法，解决现有吸能效率低且吸能材料易失效等问题。本专利技术通过如下技术方案予以实现：本专利技术涉及一种吸能方法，其特征在于，提供一种动态聚合物并以其作为吸能材料进行吸能；其中，所述动态聚合物含有至少一种[4+4]环加成动态共价键与可选的超分子氢键。在本专利技术中，所述[4+4]环加成动态共价键是动态聚合物的聚合链接点和/或交联链接点，是形成或维持动态聚合物共价链结构的必要条件；所述可选的超分子氢键，其由存在于动态聚合物中任一处或任几处的任意氢键基团之间形成，其起到以下任一种或任几种作用：接枝、成环、聚合、交联，优选为聚合、交联，更优选为交联。在本专利技术中，所述动态聚合物的分子链拓扑结构包括但不仅限于线型、环状、支化、团簇、交联及其组合形式；动态聚合物的各原料组分的分子链拓扑结构也包括但不仅限于线型、环状、支化、团簇、交联及其组合形式。所述动态聚合物、动态聚合物的各原料组分均可以是仅有一种拓扑结构，还可以是两种或两种以上拓扑结构。在本专利技术中，所述动态聚合物可以具有一个、两个或者两个以上的玻璃化转变温度，也可以不具有玻璃化转变温度。其中，本专利技术的一个优选实施方式，所述动态聚合物具有的玻璃化转变温度至少有一个高于100℃，更优选全部高于100℃；本专利技术的另一个优选实施方式，所述动态聚合物具有的玻璃化转变温度至少有一个处于25～100℃之间，更优选全部处于25～100℃之间；本专利技术的另一个优选实施方式，所述动态聚合物具有的玻璃化转变温度至少有一个低于25℃，更优选全部低于25℃，最优选全部低于0℃。在本专利技术中，优选所述动态聚合物具有的玻璃化转变温度至少有一个低于25℃，更优选全部低于25℃。在本专利技术中，所述动态聚合物的各原料组分同样可以具有一个、两个或者两个以上的玻璃化转变温度，也可以不具有玻璃化转变温度。其中，本专利技术的一个优选实施方式，所述动态聚合物的各原料组分具有的玻璃化转变温度至少有一个高于100℃，更优选全部高于100℃；本专利技术的另一个优选实施方式，所述动态聚合物的各原料组分具有的玻璃化转变温度至少有一个处于25～100℃之间，更优选全部处于25～100℃之间；本专利技术的另一个优选实施方式，所述动态聚合物的各原料组分具有的玻璃化转变温度至少有一个低于25℃，更优选全部低于25℃，最优选全部低于低于0℃。在本专利技术中，所述[4+4]环加成动态共价键可以存在于动态聚合物中任意合适的位置上。具体地，所述[4+4]环加成动态共价键可以存在于非交联动态聚合物的主链骨架、侧链骨架、支链骨架以及分叉链骨架等链骨架上，也可以存在于非交联动态聚合物的侧基、端基上，还可以存在于交联动态聚合物的交联网络链骨架、侧链骨架、支链骨架以及分叉链骨架等链骨架上，还可以存在于交联动态聚合物的侧基、端基上，此外还可以存在于动态聚合物组成中的其他成分如小分子化合物、填料等上，但本专利技术不仅限于此；其中，优选存在于非交联动态聚合物的主链骨架、交联动态聚合物的交联网络链骨架上，更优选存在于交联动态聚合物的交联网络链骨架上。在本专利技术中，所述[4+4]环加成动态共价键选自但不仅限于以下结构中的至少一种：其中，D1～D9各自独立地选自氧原子、硫原子、小分子烃基、优选自氧原子、亚甲基、氢原子被取代的亚甲基、1,2-亚乙基、氢原子被取代的1,2-亚乙基、更优选自亚甲基、1,2-亚乙基，其中R1、R2、R3各自独立地选自氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基；环状结构E1～E22各自独立地为芳香族环或者被杂化的芳香族环，其成环原子各自独立地选自碳原子、氮原子或者其他杂原子，各个成环原子上的氢原子可以被取代或者不被取代，其中当成环原子选自氮原子时，氮原子可以带有正电荷；环状结构E1～E22各自独立地优选自6～50元环，更优选自6-12元环，具体地，环状结构E1～E22各自独立地优选为苯环、萘环、蒽环、氮杂苯环、氮杂萘环、氮杂蒽环及其以上基团的被取代形式；e1～e22分别表示与环状结构E1～E22的成环原子相连的的数目；表示与聚合物链骨架、侧基或者其他任意合适的基团/原子的连接；在一个结构中，同一个原子上的不同可以连接成环或者不成环，不同原子上的可以连接成环或者不成环，所述环包括但不仅限于脂肪族环、醚环、缩合环及其组合形式。在本专利技术中，所述[4+4]环加成动态共价键在特定条件下可进行解离与重建，体现出良好的动态可逆性，从而赋予动态聚合物良好的吸能效果以及自修复、重复使用功能。具体地，两个共轭双烯体官能团之间在长波长的紫外光照射或可见光照射或[4+4]环加成反应催化剂催化条件下进行[4+4]环加成反应，形成[4+4]环加成动态共价键；形成的[4+4]环加成动态共价键在短波长的紫外光照射或加热条件下发生解离，重新得到两个共轭双烯体官能团；解离得到的两个共轭双烯体官能团之间在长波长的紫外光照射或可见光照射或[4+4]环加成反应催化剂催化条件下可再进行[4+4]环加成反应，重新形成[4+4]环加成动态共价键。在本专利技术中，所述共轭双烯体官能团，其结构如下所示：所述共轭双烯体官能团可以成环或者不成环，优选成环。其中，环状共轭双烯体官能团选自但不仅限于以下结构中含有的共轭双烯体官能团：其中，D10选自氧原子、硫原子、小分子烃基、优选自氧原子、亚甲基、氢原子被取代的亚甲基、1,2-亚乙基、氢原子被取代的1,2-亚乙基、更优选自亚甲基、1,2-亚乙基，其中R4、R5、R6各自独立地选自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于动态聚合物的吸能方法，其特征在于，提供一种动态聚合物或其组成，并以其作为吸能材料进行吸能；所述动态聚合物含有至少一种[4+4]环加成动态共价键。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于动态聚合物的吸能方法，其特征在于，提供一种动态聚合物或其组成，并以其作为吸能材料进行吸能；所述动态聚合物含有至少一种[4+4]环加成动态共价键。


2.一种基于动态聚合物的吸能方法，其特征在于，其中，所述的[4+4]环加成动态共价键，其选自如下结构中的至少一种：



其中，D1～D9各自独立地选自氧原子、硫原子、小分子烃基、优选自氧原子、亚甲基、氢原子被取代的亚甲基、1,2-亚乙基、氢原子被取代的1,2-亚乙基、更优选自亚甲基、1,2-亚乙基，其中R1、R2、R3各自独立地选自氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基；环状结构E1～E22各自独立地为芳香族环或者被杂化的芳香族环，其成环原子各自独立地选自碳原子、氮原子或者其他杂原子，各个成环原子上的氢原子可以被取代或者不被取代，其中当成环原子选自氮原子时，氮原子可以带有正电荷；环状结构E1～E22各自独立地优选自6～50元环，更优选自6-12元环，具体地，环状结构E1～E22各自独立地优选为苯环、萘环、蒽环、氮杂苯环、氮杂萘环、氮杂蒽环及其以上基团的被取代形式；e1～e22分别表示与环状结构E1～E22的成环原子相连的的数目。


3.根据权利要求1所述的基于动态聚合物的吸能方法，其特征在于，所述动态聚合物结构中还含有超分子氢键作用。


4.根据权利要求1所述的基于动态聚合物的吸能方法，其特征在于，其中，所述的动态聚合物选自以下结构中的一种：
所述动态聚合物为非交联结构，其含有[4+4]环加成动态共价键；
所述动态聚合物中仅含有一个动态交联网络，并且此动态交联网络中仅含有[4+4]环加成动态共价键交联；
所述动态聚合物为非交联结构，其同时含有[4+4]环加成动态共价键与超分子氢键；
所述动态聚合物中仅含有一个动态交联网络，并且此动态交联网络中同时含有[4+4]环加成动态共价键交联与氢键交联；其中，[4+4]环加成动态共价键交联的交联度在其凝胶点以下，氢键交联的交联度在其凝胶点以下，并且二者的交联度之和在其凝胶点以上；
所述动态聚合物中仅含有一个动态交联网络，并且此动态交联网络中同时含有[4+4]环加成动态共价键交联与氢键交联；其中，[4+4]环加成动态共价键交联的交联度在其凝胶点以下，氢键交联的交联度在其凝胶点以上；
所述动态聚合物中仅含有一个动态交联网络，并且此动态交联网络中同时含有[4+4]环加成动态共价键交联与氢键交联；其中，[4+4]环加成动态共价键交联的交联度在其凝胶点以上，氢键交联的交联度在其凝胶点以下或以上；
所述动态聚合物中仅含有一个动态交联网络，并且此动态交联网络中仅含有[4+4]环加成动态共价键交联；其中，[4+4]环加成动态共价键交联的交联度在其凝胶点以上；氢键交联的交联度在其凝胶点以下的超分子聚合物分散在此动态交联网络中；
所述动态聚合物中仅含有一个动态交联网络，并且此动态交联网络中仅含有[4+4]环加成动态共价键交联；其中，[4+4]环加成动态共价键交联的交联度在其凝胶点以上；氢键交联的交联度在其凝胶点以上的超分子聚合物以颗粒形式分散在此动态交联网络中；
所述动态聚合物中仅含有一个动态交联网络，并且此动态交联网络中同时含有[4+4]环加成动态共价键交联与氢键交联；其中，[4+4]环加成动态共价键交联的交联度在其凝胶点以上，氢键交联的交联度在其凝胶点以下或以上；氢键交联的交联度在其凝胶点以下的超分子聚合物分散在此动态交联网络中；
所述动态聚合物中仅含有一个动态交联网络，并且此动态交联网络中同时含有...

【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