一种具有多网络交联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交联结构的力致响应性聚合物，其含有至少两个交联的聚合物网络，其中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；其中含有至少两种力敏团；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。多网络交联结构为聚合物提供结构稳定性与力学强度。基于力敏团的力致响应性，可实现对聚合物受力、形变、结构损伤和失效过程提供检测、监控、警示作用。力致响应性聚合物含有至少两种力敏团，可获得丰富的力致响应性。该聚合物可应用于应力感应材料、自修复材料、韧性材料、形状记忆材料、玩具材料、功能涂层材料、智能传感器、粘结材料、封堵材料等。

【技术实现步骤摘要】
一种具有多网络交联结构的力致响应性聚合物
本专利技术涉及一种具有多网络交联结构的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网络结构与含有至少两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
聚合物的交联是获得良好力学强度和结构稳定性的重要因素，传统交联聚合物材料通常只含有单一交联网络结构，其在一定程度可以提高材料的力学强度，但是对力学强度的提升仍然非常有限，而且对于凝胶类材料而言单一网络无法提供足够的强度。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/裂纹等结构损伤后，才能被观察和检测，无法对材料的受力、形变、结构损伤和失效过程提供监控和警示作用。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用。亟待开发一种同时具有力学性能优良且稳定、力敏感性可调、力致响应性能丰富的力致响应性聚合物，通过其力致响应性对其受力、形变、结构损伤和失效过程提供有效的检测、监控和警示作用，以提高材料使用安全性与延长材料的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术针对上述背景，提供一种具有多网络交联结构的力致响应性聚合物及其实现力致响应的方法，所述的力致响应性聚合物含有至少两个交联的聚合物网络，其中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；其中含有至少两种力敏团。所述的多网络交联结构为力致响应性聚合物提供良好的结构稳定性与力学性能。所述的力致响应性聚合物具有良好的机械力响应性，从而实现对聚合物材料受力、形变、结构损伤和失效过程提供有效的检测、监控和警示作用。由于力致响应性聚合物中含有至少两种力敏团，可获得协同和/或正交的力致响应性。此外，在聚合物中引入具有可逆力致活化特性的力敏团，可赋予所述力致响应性聚合物可循环/可重复的力致响应性与自修复性等。本专利技术中的力致响应性聚合物可应用于应力感应材料、自修复材料、韧性材料、形状记忆材料、玩具材料、功能涂层材料、智能传感器、粘结材料、封堵材料等。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具有多网络交联结构的力致响应性聚合物，其特征在于，其含有至少两个交联的聚合物网络，其中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；其中含有至少两种力敏团；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。本专利技术还涉及一种实现力致响应的方法，其特征在于，提供一种具有多网络交联结构的力致响应性聚合物；所述的力致响应性聚合物，其含有至少两个交联的聚合物网络，其中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；其中含有至少两种力敏团；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。在本专利技术中，力致响应性聚合物具有多网络交联结构指的是，所述力致响应性聚合物中含有至少两个交联的聚合物网络，且其中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。在本专利技术的一个优选实施方式中(第一种网络结构)，所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，两个交联网络中均含有一种力敏团，且在各自交联网络中力敏团交联的交联度在凝胶点以上或以下；且两个网络中的力敏团为不同的共价单力敏团。在本专利技术的另一个优选实施方式中(第二种网络结构)，所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，两个交联网络中均含有一种共价单力敏团，且两个网络中的力敏团不相同，其中一个交联网络中含有一种具有动态共价特征的共价单力敏团。在本专利技术的另一个优选实施方式中(第三种网络结构)，所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，两个交联网络中均含有一种共价单力敏团，且两个网络中的力敏团为不相同的具有动态共价特征的共价单力敏团。在本专利技术的另一个优选实施方式中(第四种网络结构)，所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，两个交联网络中均含有一种力敏团，其中一个交联网络中含有一种共价单力敏团，另一个交联网络中含有一种非共价单力敏团。在本专利技术的另一个优选实施方式中(第五种网络结构)，所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，两个交联网络中均含有一种力敏团，其中一个交联网络中含有一种具有动态共价特征的共价单力敏团，另一个交联网络中含有一种非共价单力敏团。在本专利技术的另一个优选实施方式中(第六种网络结构)，所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，两个交联网络中均含有一种力敏团，且两个网络中的力敏团为不相同的复合力敏团。在本专利技术的另一个优选实施方式中(第七种网络结构)，所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，两个交联网络中均含有一种力敏团，其中一个交联网络中含有一种共价单力敏团，另一个交联网络中含有一种复合力敏团。在本专利技术的另一个优选实施方式中(第八种网络结构)，所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，两个交联网络中均含有一种力敏团，其中一个交联网络中含有一种具有动态共价特征的共价单力敏团，另一个交联网络中含有一种复合力敏团。在本专利技术的另一个优选实施方式中(第九种网络结构)，所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，两个交联网络中均含有一种力敏团，其中一个交联网络中含有一种非共价单力敏团，另一个交联网络中含有一种复合力敏团。在本专利技术的另一个优选实施方式中(第十种网络结构)，所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；其中一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以上，其中含有一种共价单力敏团；另一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种共价单力敏团，其中的普通共价交联和共价单力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；其中，两个交联网络中含有的力敏团不相同。在本专利技术的另一个优选实施方式中(第十一种网络结构)，所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；其中一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以上，其中含有一种具有动态共价特征的共价单力敏团；另一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种共价单力敏团，其中的普通共价交联和共价单力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上。在本专利技术的另一个优选实施方式中(第十二种网络结构)，所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；其中一个交联网络的普本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有多网络交联结构的力致响应性聚合物，其特征在于，其含有至少两个交联的聚合物网络，其中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；其中含有至少两种力敏团；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】
1.一种具有多网络交联结构的力致响应性聚合物，其特征在于，其含有至少两个交联的聚合物网络，其中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；其中含有至少两种力敏团；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所述的一种具有多网络交联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；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，两个交联网络中均含有一种力敏团，且在各自交联网络中力敏团交联的交联度在凝胶点以上或以下；且两个网络中的力敏团为不同的共价单力敏团；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，两个交联网络中均含有一种共价单力敏团，且两个网络中的力敏团不相同，其中一个交联网络中含有一种具有动态共价特征的共价单力敏团；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，两个交联网络中均含有一种共价单力敏团，且两个网络中的力敏团为不相同的具有动态共价特征的共价单力敏团；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，两个交联网络中均含有一种力敏团，其中一个交联网络中含有一种共价单力敏团，另一个交联网络中含有一种非共价单力敏团；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，两个交联网络中均含有一种力敏团，其中一个交联网络中含有一种具有动态共价特征的共价单力敏团，另一个交联网络中含有一种非共价单力敏团；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，两个交联网络中均含有一种力敏团，且两个网络中的力敏团为不相同的复合力敏团；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，两个交联网络中均含有一种力敏团，其中一个交联网络中含有一种共价单力敏团，另一个交联网络中含有一种复合力敏团；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，两个交联网络中均含有一种力敏团，其中一个交联网络中含有一种具有动态共价特征的共价单力敏团，另一个交联网络中含有一种复合力敏团；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，两个交联网络中均含有一种力敏团，其中一个交联网络中含有一种非共价单力敏团，另一个交联网络中含有一种复合力敏团；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；其中一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以上，其中含有一种共价单力敏团；另一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种共价单力敏团，其中的普通共价交联和共价单力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；其中，两个交联网络中含有的力敏团不相同；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；其中一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以上，其中含有一种具有动态共价特征的共价单力敏团；另一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种共价单力敏团，其中的普通共价交联和共价单力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；其中一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以上，其中含有一种共价单力敏团；另一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种具有动态共价特征的共价单力敏团，其中的普通共价交联和具有动态共价特征的共价单力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；其中一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以上，其中含有一种具有动态共价特征的共价单力敏团；另一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种具有动态共价特征的共价单力敏团，其中的普通共价交联和共价单力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；其中，两个交联网络中含有的力敏团不相同；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；其中一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以上，其中含有一种非共价单力敏团；另一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种共价单力敏团，其中的普通共价交联和共价单力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；其中一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以上，其中含有一种复合力敏团；另一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种共价单力敏团，其中的普通共价交联和共价单力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；其中一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以上，其中含有一种复合力敏团；另一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种复合力敏团且其不为非共价复合力敏团，其中的普通共价交联和复合力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；其中一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以上，其中含有一种非共价单力敏团；另一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种复合力敏团且其不为非共价复合力敏团，其中的普通共价交联和复合力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；其中一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以上，其中含有一种具有动态共价特征的共价单力敏团；另一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种复合力敏团且其不为非共价复合力敏团，其中的普通共价交联和复合力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络，且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；其中一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种共价单力敏团，其中的普通共价交联和共价单力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；另一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种共价单力敏团，其中的普通共价交联和共价单力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；其中，两个交联网络中含有的力敏团不相同；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络，且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；其中一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种具有动态共价特征的共价单力敏团，其中的普通共价交联和共价单力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；另一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种共价单力敏团，其中的普通共价交联和共价单力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络，且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；其中一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种复合力敏团且其不为非共价复合力敏团，其中的普通共价交联和复合力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；另一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种复合力敏团且其不为非共价复合力敏团，其中的普通共价交联和复合力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；其中，两个交联网络中含有的力敏团不相同；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络，且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；其中一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种复合力敏团且其不为非共价复合力敏团，其中的普通共价交联和复合力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；另一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种共价单力敏团，其中的普通共价交联和共价单力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络，且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；其中一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种复合力敏团且其不为非共价复合力敏团，其中的普通共价交联和复合力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；另一个交联网络的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中含有一种具有动态共价特征的共价单力敏团，其中的普通共价交联和共价单力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；
所述的力致响应性聚合物含有两个交联网络；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，只有一个交联网络中含有两种不同的共价单力敏团，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；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，只有一个交联网络中含有两种不同的具有动态共价特征的共价单力敏团，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；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，只有一个交联网络中含有两种不同的非共价单力敏团，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；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，只有一个交联网络中均含有两种不同的复合力敏团，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；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，只有一个交联网络中含有一种共价单力敏团和一种具有动态共价特征的共价单力敏团，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；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，只有一个交联网络中含有一种共价单力敏团和一种非共价单力敏团，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；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，只有一个交联网络中含有一种具有动态共价特征的共价单力敏团和一种非共价单力敏团，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；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，只有一个交联网络中均含有一种共价单力敏团和一种复合力敏团，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；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，只有一个交联网络中均含有一种具有动态共价特征的共价单力敏团和一种复合力敏团，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；两个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上；其中，只有一个交联网络中均含有一种非共价单力敏团和一种复合力敏团，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，只有一个交联网络中含有两种不同的具有动态共价特征的共价单力敏团，且其中的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中的普通共价交联和单力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；另一个交联网络中不含有力敏团，但其中的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，只有一个交联网络中含有一种共价力敏团和一种具有动态共价特征的共价单力敏团，且其中的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中的普通共价交联和单力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；另一个交联网络中不含有力敏团，但其中的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，只有一个交联网络中含有一种具有动态共价特征的共价单力敏团和一种非共价单力敏团，且其中的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中的普通共价交联和具有动态共价特征的共价单力敏团交联的交联度之和在凝胶点以上；另一个交联网络中不含有力敏团，但其中的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，只有一个交联网络中含有一种具有动态共价特征的共价单力敏团和一种复合力敏团，且其中的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中的共价交联的交联度之和在凝胶点以上；另一个交联网络中不含有力敏团，但其中的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，只有一个交联网络中含有一种复合力敏团和一种非共价力敏团，且其中的普通共价交联的交联度在凝胶点以下，其中的共价交联的交联度之和在凝胶点以上；另一个交联网络中不含有力敏团，但其中的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三个交联网络；其中三个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上，其中只有一个交联网络中含有至少两种力敏团且其为共价单力敏团；
所述的力致响应性聚合物含有三个交联网络；其中三个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上，其中只有一个交联网络中含有至少两种力敏团且其为具有动态共价特征的共价单力敏团；
所述的力致响应性聚合物含有三个交联网络；其中三个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上，其中只有一个交联网络中含有至少两种力敏团且其为非共价单力敏团；
所述的力致响应性聚合物含有三个交联网络；其中三个交联网络的普通共价交联的交联度均在凝胶点以上，其中只有一个交联网络中含有至少两种力敏团且其为复合力敏团；
所述的力致响...

【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