一种快速自修复聚硼硅氧烷薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种快速自修复聚硼硅氧烷薄膜及其制备方法，属于自修复材料制备技术领域。本发明专利技术公开的方法将端羟基聚二甲基硅氧烷加热后与硼酸混合，进行反应后，得到聚硼硅氧烷预聚体；将聚硼硅氧烷预聚体溶解于溶剂中，抽滤后得到自修复聚硼硅氧烷高分子溶液；将自修复聚硼硅氧烷高分子溶液在基底上经过处理后形成液膜并烘干，得到一种快速自修复聚硼硅氧烷薄膜。使得自修复薄膜为基于动态非共价键“B

【技术实现步骤摘要】
一种快速自修复聚硼硅氧烷薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于自修复材料制备
，具体涉及一种快速自修复聚硼硅氧烷薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚二甲基硅氧烷薄膜是一种无色透明的弹性体高分子膜体材料，耐温耐候性能突出，具有有机硅材料优异的弹性及回弹性，具备良好的生物相容性，透光性能以及优异的透气性能。在光学、医疗器械、柔性电子以及透气型功能应用中均具备良好的应用前景。但聚二甲基硅氧烷具有不可逆的交联结构，不具备在受损后重建网络的能力，当薄膜受到损伤时不可恢复，并导致材料失效。受自然界生物体在受到损伤后可以自修复的启发，人们将自修复引入聚合物领域，研究具有自修复性能的聚合物。目前，相关研究的聚二甲基硅氧烷薄膜材料必须在一定湿度、温度或光照等外界刺激条件下才能实现自修复，在实际应用方面受到一定的限制。

技术实现思路

[0003]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种快速自修复聚硼硅氧烷薄膜及其制备方法，用以解决现有的自修复薄膜只能在特定温度下实现修复功能、使用寿命短等技术问题。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0005]本专利技术公开了一种快速自修复聚硼硅氧烷薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1:将端羟基聚二甲基硅氧烷加热后与硼酸混合，进行反应后，得到聚硼硅氧烷预聚体；
[0007]S2:将聚硼硅氧烷预聚体溶解于溶剂中，抽滤后得到自修复聚硼硅氧烷高分子溶液；
[0008]S3:将自修复聚硼硅氧烷高分子溶液在基底上经过处理后形成液膜并烘干，得到一种快速自修复聚硼硅氧烷薄膜。
[0009]进一步地，S1中，所述端羟基聚二甲基硅氧烷和硼酸的摩尔比为1:(1～4)。
[0010]进一步地，S1中，所述端羟基聚二甲基硅氧烷加热的温度为80～100℃；所述反应的温度为130～150℃，反应时间为10～20min。
[0011]进一步地，S2中，所述聚硼硅氧烷预聚体与溶剂的质量比为(4～5):1。
[0012]进一步地，S2中，所述溶剂为异丙醇或乙醇。
[0013]进一步地，S2中，所述抽滤是采用孔径为0.2～0.3μm的有机系滤膜进行。
[0014]进一步地，S3中，所述基底为载玻片、硅片、金属或纤维织物。
[0015]进一步地，S3中，所述将自修复聚硼硅氧烷高分子溶液在基底上经过处理的方法为浸渍提拉法；所述采用浸渍提拉法将自修复聚硼硅氧烷高分子溶液在基底上形成液膜时，自修复聚硼硅氧烷高分子溶液进入高分子溶液的速度为1mm/s，提拉出溶液速度为3mm/
s。
[0016]进一步地，S3中，所述烘干的温度为90～100℃，时间为8～10h。
[0017]本专利技术还公开了采用上述制备方法制备得到的一种快速自修复聚硼硅氧烷薄膜。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0019]本专利技术公开了一种快速自修复聚硼硅氧烷薄膜的制备方法，由于采用非水解法使端羟基聚二甲基硅氧烷与硼酸反应，将硼元素引入聚硅氧烷的硅氧骨架中得到聚硼硅氧烷，分子结构完整，性能稳定，该制备过程操作方便，不需添加修复剂，无副反应。聚硼硅氧烷中硼硅比的提高增加分子间交联密度，提升自修复薄膜的稳定性。聚硼硅氧烷分子链Si—O—B结构中的硼原子可与相邻链中的氧原子形成动态非共价键“B
‑
O键”，处于不断地解离和重新形成的动态过程中，使得自修复薄膜为基于动态非共价键“B
‑
O键”的高分子材料，结合分子链的流动性，薄膜能够在感受到外界破环后在室温条件下快速修复损伤处，不需要外界刺激，且修复效率高。
[0020]本专利技术还公开了采用上述制备方法制备得到的快速自修复聚硼硅氧烷薄膜，一方面，薄膜可作为基底的保护层，减少外界对基底的破坏；另一方面，由于薄膜分子结构中动态非共价键“B
‑
O键”的断裂再接触形成“B
‑
O键”，薄膜表面受到损伤时，在室温下能够自我修复，从而有效地延长薄膜的使用寿命，增强了薄膜的使用安全性，减少材料的维护使用成本，减少资源浪费与污染。
附图说明
[0021]图1为本专利技术制备的快速自修复聚硼硅氧烷薄膜的自修复效果图；
[0022]其中：a
‑
0min；b
‑
5min；c
‑
10min；d
‑
15min；
[0023]图2为本专利技术制备的快速自修复聚硼硅氧烷薄膜的自修复程度示意图。
具体实施方式
[0024]为使本领域技术人员可了解本专利技术的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本专利技术所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。
[0025]本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本专利技术的范围，即本
技术实现思路
可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。
[0026]本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。
[0027]本文中，若无特别说明，“包含”、“包括”、“含有”、“具有”或类似用语涵盖了“由
……
组成”和“主要由
……
组成”的意思，例如“A包含a”涵盖了“A包含a和其他”和“A仅包含a”的意思。
[0028]本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范
围。
[0029]本专利技术公开了一种快速自修复聚硼硅氧烷薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0030](1)取3.70～68.00g端羟基聚二甲基硅氧烷加热到80～100℃，后加入0.62～2.48g硼酸，不断搅拌，继续升温到130～150℃反应10～20min，生成聚硼硅氧烷预聚体。
[0031](2)取聚硼硅氧烷预聚体20g，溶解于4g的异丙醇中，通过孔径为0.2～0.3μm的有机系滤膜抽滤，得到透明的自修复聚硼硅氧烷高分子溶液。
[0032](3)将载玻片安装在提拉仪的标准夹具上，设置程序均以5mm/s速度浸渍到溶液中，静置1min后以3mm/s提拉速度提拉出溶液，在载玻片表面形成高分子液膜，放入真空烘箱90～100℃烘8～10h，得到一种快速自修复聚硼硅氧烷薄膜。
[0033]下列具体的实施例中，各个试剂的用量如表1所示。
[0034]表1制备聚硼硅氧烷溶液所用试剂的量
[0035][0036]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速自修复聚硼硅氧烷薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:将端羟基聚二甲基硅氧烷加热后与硼酸混合，进行反应后，得到聚硼硅氧烷预聚体；S2:将聚硼硅氧烷预聚体溶解于溶剂中，抽滤后得到自修复聚硼硅氧烷高分子溶液；S3:将自修复聚硼硅氧烷高分子溶液在基底上经过处理后形成液膜并烘干，得到一种快速自修复聚硼硅氧烷薄膜。2.根据权利要求1所述的一种快速自修复聚硼硅氧烷薄膜的制备方法，其特征在于，S1中，所述端羟基聚二甲基硅氧烷和硼酸的摩尔比为1:(1～4)。3.根据权利要求1所述的一种快速自修复聚硼硅氧烷薄膜的制备方法，其特征在于，S1中，所述端羟基聚二甲基硅氧烷加热的温度为80～100℃；所述反应的温度为130～150℃，反应时间为10～20min。4.根据权利要求1所述的一种快速自修复聚硼硅氧烷薄膜的制备方法，其特征在于，S2中，所述聚硼硅氧烷预聚体与溶剂的质量比为(4～5):1。5.根据权利要求1所述的一种快速自修复聚硼硅氧烷薄膜的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋杨，张誉丹，李峰，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：