【技术实现步骤摘要】
一种具有多杂网络结构的力致响应性聚合物
本专利技术涉及一种力致响应性聚合物及其实现力致响应的方法,具体涉及一种具有多杂网络结构与含有至少一种力敏团的力致响应性聚合物以及实现所述力致响应性聚合物的力致响应方法。
技术介绍
聚合物交联是获得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,传统交联聚合物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,并且在材料出现损伤后也无法获得自修复性能。此外,传统交联聚合物材料对机械力不具有响应性,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,才能被观察和检测,无法对材料的受力、形变、损伤和失效过程提供监控和警示作用,也无法对结构损伤进行有效的修复。目前,绝大多数力致响应性聚合物发生力致响应所需的应力/应变较高,甚至要在材料失效后才能发生力致响应过程,无法真正发挥出对材料结构损伤的有效预警,对材料使用安全性提升的实际意义不大;且绝大部分力致响应性聚合物中仅含有一种力响应结构成分,力致响应效果单一,这也极大地限制其应 ...
【技术保护点】
1.一种具有多杂网络结构的力致响应性聚合物,其特征在于,所述力致响应性聚合物中含有至少两个交联网络,并且其中同时含有非动态共价键共价交联和非共价交联,至少一个交联网络中的非动态共价键共价交联的交联度在凝胶点以上;其中,交联网络中含有至少一种力敏团;在机械力作用下,其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】
1.一种具有多杂网络结构的力致响应性聚合物,其特征在于,所述力致响应性聚合物中含有至少两个交联网络,并且其中同时含有非动态共价键共价交联和非共价交联,至少一个交联网络中的非动态共价键共价交联的交联度在凝胶点以上;其中,交联网络中含有至少一种力敏团;在机械力作用下,其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所述的一种具有多杂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以下结构中的一种:
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络为普通共价交联网络,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,且其中含有至少一种力敏团;另一个交联网络为非共价交联网络,其非共价交联的交联度在凝胶点以上;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络为普通共价交联网络,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上;另一个交联网络为非共价交联网络,其非共价交联的交联度在凝胶点以上,且其中含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中同时含有普通共价交联和非共价交联,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上,且其中含有至少一种力敏团;另一个交联网络为非共价交联网络,其非共价交联的交联度在凝胶点以上;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中同时含有普通共价交联和非共价交联,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;另一个交联网络为非共价交联网络,其非共价交联的交联度在凝胶点以上,且其中含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中同时含有普通共价交联和非共价交联,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上,且其中含有至少一种力敏团;另一个交联网络为普通共价交联网络,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中同时含有普通共价交联和非共价交联,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;另一个交联网络为普通共价交联网络,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,且其中含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中两个交联网络中均同时含有普通共价交联和非共价交联,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上,且其中一个交联网络中含有至少一种力敏团,另一个交联网络中不含有力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络为普通共价交联网络,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,且其中含有至少一种力敏团;另一个交联网络为非共价交联网络,其非共价交联的交联度在凝胶点以上,且其中含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中同时含有普通共价交联和非共价交联,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上,且其中含有至少一种力敏团;另一个交联网络为非共价交联网络,其非共价交联的交联度在凝胶点以上,且其中含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中同时含有普通共价交联和非共价交联,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上,且其中含有至少一种力敏团;另一个交联网络为普通共价交联网络,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,且其中含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,两个交联网络中均同时含有普通共价交联和非共价交联,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上,且两个交联网络中均含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有至少三个交联网络,其中一个交联网络为普通共价交联网络,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,且其中含有至少一种力敏团,其余交联网络均为非共价交联网络,其非共价交联的交联度均在凝胶点以上;
所述的力致响应性聚合物含有至少三个交联网络,其中一个交联网络中同时含有普通共价交联和非共价交联,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上,且其中含有至少一种力敏团,其余交联网络为普通共价交联网络,其普通共价交联的交联度均在凝胶点以上;
所述的力致响应性聚合物含有至少两个交联网络,其中至少一个交联网络同时含有普通共价交联和非共价交联,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以上或以下;至少一个交联网络含有具有动态共价特征的共价单力敏团交联,且所述力敏团交联的交联度在凝胶点以上;所述交联网络中含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有至少两个交联网络,其中至少一个交联网络同时含有普通共价交联以及具有动态共价特征的共价单力敏团交联和非共价交联,其普通共价交联度在凝胶点以上,具有动态共价特征的共价单力敏团交联的交联度和非共价交联的交联度在凝胶点以上或以下;至少一个交联网络含有具有动态共价特征的共价单力敏团交联,且所述力敏团交联的交联度在凝胶点以上;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种非断链型共价单力敏团,且所述交联网络中含有非断链型共价单力敏团交联但不含有普通共价交联和非共价交联,其中非断链型共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上;另一个交联网络为非共价交联网络,其非共价交联的交联度在凝胶点以上;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种非断链型共价单力敏团,且所述交联网络中含有非断链型共价单力敏团交联但不含有普通共价交联和非共价交联,其中非断链型共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上;另一个交联网络为非共价交联网络,其非共价交联的交联度在凝胶点以上,且其中含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种非断链型共价单力敏团,且所述交联网络中含有非断链型共价单力敏团交联、非共价交联但不含有普通共价交联,其中非断链型共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;另一个交联网络为普通共价交联网络,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种非断链型共价单力敏团,且所述交联网络中含有非断链型共价单力敏团交联、非共价交联但不含有普通共价交联,其中非断链型共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;另一个交联网络为普通共价交联网络,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,且其中含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种非断链型共价单力敏团,且所述交联网络中含有非断链型共价单力敏团交联、非共价交联但不含有普通共价交联,其中非断链型共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;另一个交联网络为非共价交联网络,其非共价交联的交联度在凝胶点以上;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种非断链型共价单力敏团,且所述交联网络中含有非断链型共价单力敏团交联、非共价交联但不含有普通共价交联,其中非断链型共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;另一个交联网络为非共价交联网络,其非共价交联的交联度在凝胶点以上,且其中含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种非断链型共价单力敏团,且所述交联网络中含有非断链型共价单力敏团交联但不含有普通共价交联和非共价交联,其中非断链型共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上;另一个交联网络中含有普通共价交联和非共价交联,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种非断链型共价单力敏团,且所述交联网络中含有非断链型共价单力敏团交联但不含有普通共价交联和非共价交联,其中非断链型共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上;另一个交联网络中含有普通共价交联和非共价交联,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上,且其中含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种非断链型共价单力敏团,且所述交联网络中含有非断链型共价单力敏团交联、非共价交联但不含有普通共价交联,其中非断链型共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;另一个交联网络中含有普通共价交联和非共价交联,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种非断链型共价单力敏团,且所述交联网络中含有非断链型共价单力敏团交联、非共价交联但不含有普通共价交联,其中非断链型共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;另一个交联网络中含有普通共价交联和非共价交联,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上,且其中含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种非断链型共价单力敏团,且所述交联网络中含有非断链型共价单力敏团交联、非共价交联但不含有普通共价交联,其中非断链型共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;另一个交联网络中仅含有力敏团交联,其中力敏团交联的交联度在凝胶点以上;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种非断链型共价单力敏团,且所述交联网络中含有非断链型共价单力敏团交联但不含有普通共价交联和非共价交联,其中非断链型共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上;另一个交联网络中含有力敏团交联和非共价交联,其中力敏团交联的交联度在凝胶点以上;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种断链型非动态共价特征的共价单力敏团,且所述交联网络中含有断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联但不含有普通共价交联和非共价交联,其中断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上;另一个交联网络为非共价交联网络,其非共价交联的交联度在凝胶点以上;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种断链型非动态共价特征的共价单力敏团,且所述交联网络中含有断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联但不含有普通共价交联和非共价交联,其中断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上;另一个交联网络为非共价交联网络,其非共价交联的交联度在凝胶点以上,且其中含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种断链型非动态共价特征的共价单力敏团,且所述交联网络中含有断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联、非共价交联但不含有普通共价交联,其中断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;另一个交联网络为普通共价交联网络,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种断链型非动态共价特征的共价单力敏团,且所述交联网络中含有断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联、非共价交联但不含有普通共价交联,其中断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;另一个交联网络为普通共价交联网络,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,且其中含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种断链型非动态共价特征的共价单力敏团,且所述交联网络中含有断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联、非共价交联但不含有普通共价交联,其中断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;另一个交联网络为非共价交联网络,其非共价交联的交联度在凝胶点以上;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种断链型非动态共价特征的共价单力敏团,且所述交联网络中含有断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联、非共价交联但不含有普通共价交联,其中断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;另一个交联网络为非共价交联网络,其非共价交联的交联度在凝胶点以上,且其中含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种断链型非动态共价特征的共价单力敏团,且所述交联网络中含有断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联但不含有普通共价交联和非共价交联,其中断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上;另一个交联网络中含有普通共价交联和非共价交联,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种断链型非动态共价特征的共价单力敏团,且所述交联网络中含有断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联但不含有普通共价交联和非共价交联,其中断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上;另一个交联网络中含有普通共价交联和非共价交联,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上,且其中含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种断链型非动态共价特征的共价单力敏团,且所述交联网络中含有断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联、非共价交联但不含有普通共价交联,其中断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;另一个交联网络中含有普通共价交联和非共价交联,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种断链型非动态共价特征的共价单力敏团,且所述交联网络中含有断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联、非共价交联但不含有普通共价交联,其中断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;另一个交联网络中含有普通共价交联和非共价交联,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上,且其中含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种断链型非动态共价特征的共价单力敏团,且所述交联网络中含有断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联、非共价交联但不含有普通共价交联,其中断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上,非共价交联的交联度在凝胶点以下或以上;另一个交联网络中仅含有力敏团交联,其中力敏团交联的交联度在凝胶点以上;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络中含有至少一种断链型非动态共价特征的共价单力敏团,且所述交联网络中含有断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联但不含有普通共价交联和非共价交联,其中断链型非动态共价特征的共价单力敏团交联的交联度在凝胶点以上;另一个交联网络中含有力敏团交联和非共价交联,其中力敏团交联的交联度在凝胶点以上;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络为普通共价交联网络,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,且其中含有至少一种非断链型共价单力敏团;另一个交联网络为非共价交联网络,其非共价交联的交联度在凝胶点以上,且其中含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络为普通共价交联网络,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,且其中含有至少一种断链型非动态共价特征的共价单力敏团;另一个交联网络为非共价交联网络,其非共价交联的交联度在凝胶点以上,且其中含有至少一种力敏团;
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络,其中一个交联网络为普通共价交联网络,其普通共价交联的交联度在凝胶点以上,且其...
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