一种光电磁响应的环氧类玻璃高分子制造技术

本发明专利技术公开了一种光电磁响应的环氧类玻璃高分子，按照重量份数由50‑100份环氧树脂、20‑60份环氧固化剂、0‑30份环氧稀释剂、5‑100份无机填料和0‑5份催化剂组成。该光电磁响应的环氧类玻璃高分子能够在特定激光、电压/电流或交变磁场下驱动动态酯键或二硫键的可逆交换反应、聚合物链段的交换和交联网络的重组，从而实现环氧类玻璃高分子在光电磁的多种外部刺激下的修复和焊接。

【技术实现步骤摘要】
一种光电磁响应的环氧类玻璃高分子
本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种光电磁响应的环氧类玻璃高分子。
技术介绍
环氧聚合物，作为一种典型的热固性高分子，因为出色的机械性能，优异的结构稳定性和良好耐溶剂性而得到广泛的应用。然而，在完全固化之后，环氧会形成三维交联网络，成为体型交联结构，形状固定，无法再变形。与环氧等热固性聚合物不同，线性或支链性的聚乙烯或聚丙烯等热塑性聚合物能够在溶剂或高温下实现流动和多次成型，但其力学性能、结构稳定性、耐热性和耐溶剂性远不如环氧等热固性聚合物。在本文中，为了使环氧聚合物兼顾热固性聚合物结构稳定和热塑性聚合物可重塑的优点，设计了环氧类玻璃高分子(vitrimer)。这类环氧材料具有热固性聚合物结构稳定、力学性能优异和耐溶剂性等优点，同时也具有热塑性聚合物热可修复、热可重塑成型的特点。环氧类玻璃高分子的上述特性主要来源于交联网络中可逆交换动态键的引入，在高温下可逆交换动态键能够发生可逆的交换反应，使得交联网络在不发生断裂的前提下实现聚合物链段的交换和交联网络的重组。由于交换反应不会导致交联网络解聚，也不会降低网络的交联密度，环氧类玻璃高分子始终保持有优异的结构稳定性和耐溶剂性。因可逆交换动态键的热响应性，环氧类玻璃高分子具有热响应性，在高温下能够进行热修复、热可塑成型(Science,2011,334,965-968，MaterHoriz,2016,3,241-247)。但是，单一热响应的环氧类玻璃高分子(vitrimer)只能在温度刺激条件下实现修复和可塑成型，无法在其它光、电、磁的多种外部刺激条件下实现修复和可塑成型。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种同时具备光电磁响应性的环氧类玻璃高分子(vitrimer)。由于同时具有光电磁响应性，该环氧类玻璃高分子(vitrimer)能够分别在高温、激光、电压/电流、或磁场下实现修复和焊接。为了达到上述技术效果，本专利技术提供了如下技术方案：一种光电磁响应的环氧类玻璃高分子，光电磁响应的环氧类玻璃高分子按照重量份数由50-100份环氧树脂、20-60份环氧固化剂、0-30份环氧稀释剂、5-100份无机填料和0-5份催化剂组成，所述无机填料为Fe3O4粒子。更进一步的技术方案为，光电磁响应的环氧类玻璃高分子按照重量份数由50-100份环氧树脂、20-60份环氧固化剂、0-20份环氧稀释剂、5-50份无机填料和0-5份催化剂组成，所述无机填料为Fe3O4粒子。更进一步的技术方案为，光电磁响应的环氧类玻璃高分子按照重量份数由50-90份环氧树脂、20-60份环氧固化剂、0-20份环氧稀释剂、5-30份无机填料和0-5份催化剂组成，所述无机填料为Fe3O4粒子。更进一步的技术方案为，光电磁响应的环氧类玻璃高分子按照重量份数由50-80份环氧树脂、20-60份环氧固化剂、0-20份环氧稀释剂、5-30份无机填料和0-5份催化剂组成，所述无机填料为Fe3O4粒子。更进一步的技术方案为，所述Fe3O4粒子的尺寸在20nm-100um之间。更进一步的技术方案为，所述环氧树脂为二缩水甘油醚或二缩水甘油酯，所述环氧固化剂为二元羧酸或二硫代二苯胺。更进一步的技术方案为，所述环氧稀释剂为单缩水甘油醚或单缩水甘油酯，所述催化剂为醋酸锌、乙酰丙酮锌、三苯基膦或三氮杂二环中的任意一种。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的光电磁响应的环氧类玻璃高分子(vitrimer)是一种不透明的环氧材料，在该光电磁响应的环氧类玻璃高分子(vitrimer)的交联网络中，存在大量可逆交换的动态酯键或二硫键，在高温下能够发生可逆交换反应，从而实现聚合物链段的交换和交联网络的重组，使得环氧在保持交联结构的同时实现热修复和热可塑成型。同时，在该光电磁响应的环氧类玻璃高分子(vitrimer)的填料网络中，存在着无机填料Fe3O4粒子，能够将特定波长的光能、电能和磁能转化为热能，使得该环氧类玻璃高分子(vitrimer)具有光电磁响应性，能够在特定激光、电压/电流或磁场下也能够驱动动态酯键或二硫键的可逆交换反应、聚合物链段的交换和交联网络的重组，从而实现环氧类玻璃高分子(vitrimer)在光电磁的多种外部刺激下的修复和可塑成型。附图说明图1为光电磁响应环氧vitrimer在808nm红外激光照射下的热红外成像图及温度示意图；图2为光电磁响应环氧vitrimer在808nm红外激光照射下的微裂纹多次自修复的示意图；图3为光电磁响应环氧vitrimer在808nm红外激光照射下断面损伤焊接修复的示意图；图4为光电磁响应环氧vitrimer在恒定磁场下可驱动性和断面损伤保持接触的示意图；图5为光电磁响应环氧vitrimer在磁场下修复断面损伤的示意图。具体实施方式本专利技术技术方案不限于下列具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。实施例1本专利技术的光电磁响应的环氧类玻璃高分子(vitrimer)，按照重量份数是由50-80份环氧树脂、20-40份环氧固化剂、0份环氧稀释剂、5份无机填料和5份催化剂组成。所述的环氧树脂为双酚A二缩水甘油醚，所述环氧固化剂为癸二酸，所述无机填料为Fe3O4粒子，其尺寸为20nm，所述催化剂为三氮杂二环。该光电磁响应的环氧vitrimer具有热响应性，能够在高温(100～300℃及以上)下实现裂纹自修复、焊接和再加工成型。该光电磁响应的环氧vitrimer具有光响应性，在808nm红外激光照射下，材料温度短时间内升高到100～300℃及以上，能够实现微裂纹的自修复，呈现出光响应性。该光电磁响应的环氧vitrimer具有电响应性，能够在0.1V～220V及更高电压下产生电流且导电性能出色，通电后能够实现局部微裂纹的自修复，呈现出电响应性。该光电磁响应的环氧vitrimer具有磁响应性，能够在磁场下驱动，在交变磁场下能够实现微裂纹的自修复，呈现磁响应性。此外，在恒定磁场下，可以保持界面的良好接触，从而在高温(100～300℃及以上)下实现界面自修复。实施例2本专利技术的光电磁响应的环氧类玻璃高分子(vitrimer)，按照重量份数是由50-80份环氧树脂、20-40份环氧固化剂、10份环氧稀释剂、5份无机填料和5份催化剂组成。所述的环氧树脂为双酚A二缩水甘油醚，所述环氧固化剂为己二酸，所述环氧稀释剂为辛基缩水甘油醚，所述无机填料为Fe3O4粒子，其尺寸为50nm，所述催化剂为醋酸锌。该光电磁响应的环氧vitrimer具有热响应性，能够在高温(100～300℃及以上)下实现裂纹自修复、焊接和再加工成型。该光电磁响应的环氧vitrimer具有光响应性，在808nm红外激光照射下，材料温度短时间内升高到100～300℃及以上，能够实现微裂纹的自修复，呈现出光响应性。该光电磁响应的环氧vitrimer具有电响应性，能够在0.1V本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电磁响应的环氧类玻璃高分子，其特征在于，光电磁响应的环氧类玻璃高分子按照重量份数由50-100份环氧树脂、20-60份环氧固化剂、0-30份环氧稀释剂、5-100份无机填料和0-5份催化剂组成，所述无机填料为Fe

【技术特征摘要】
1.一种光电磁响应的环氧类玻璃高分子，其特征在于，光电磁响应的环氧类玻璃高分子按照重量份数由50-100份环氧树脂、20-60份环氧固化剂、0-30份环氧稀释剂、5-100份无机填料和0-5份催化剂组成，所述无机填料为Fe3O4粒子。


2.根据权利要求1所述的光电磁响应的环氧类玻璃高分子，其特征在于，光电磁响应的环氧类玻璃高分子按照重量份数由50-100份环氧树脂、20-60份环氧固化剂、0-20份环氧稀释剂、5-50份无机填料和0-5份催化剂组成，所述无机填料为Fe3O4粒子。


3.根据权利要求2所述的光电磁响应的环氧类玻璃高分子，其特征在于，光电磁响应的环氧类玻璃高分子按照重量份数由50-90份环氧树脂、20-60份环氧固化剂、0-20份环氧稀释剂、5-30份无机填料和0-5份催化剂组成，所述无机填料为Fe3O4粒子。

【专利技术属性】
技术研发人员：陈茂，赵秀丽，周琳，吴冶平，陈忠涛，张银宇，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院化工材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51