【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于可降解热固性树脂材料领域，具体涉及一种含有梯烯结构的力敏缩醛单体制备的可降解聚双环戊二烯工程材料，同时涉及一种含有梯烯结构的力敏缩醛单体。
技术介绍
1、聚双环戊二烯是一种高性能热固性工程塑料，其高交联密度使其具有良好的刚韧平衡性，在电子电气、交通运输和航空航天领域得到广泛应用，但是其高交联密度和优异的化学稳定性导致其使用后的报废处理成为一个难以解决的问题，pdcpd材料的不溶、不熔特性使其降解回收困难，在市场需求量日益增加的同时带来了愈发严重的环境污染，因此如何实现热固性pdcpd材料的升级回收广受关注。
2、目前国内外的科技工作者对热固性树脂的降解性能进行了研究，其中嵌入可降解基元是解决热固性材料循环利用困境的新思路。在cn 103242509 a专利中研究人员制备了一种可降解环缩醛、环缩酮二胺类环氧树脂固化剂，该固化剂可以与环氧树脂聚合生成可降解交联聚合物，可以在加热和搅拌的条件下，在酸溶液中进行降解。而在cn 114656590 a专利中研究人员以香草醛、季戊四醇和甲基丙烯酰氯为原料，通过两步法合成了一种含有可降解双缩醛结构的二官能度丙烯酸酯单体，将含有双缩醛结构的二官能度丙烯酸酯单体、4-丙烯酰吗啉和光引发剂混合，通过光固化3d打印得到可降解热固性3d打印模具。
3、本专利技术提供了一类基于梯烯结构的力敏缩醛单体，将具备力响应的环丁烷并环到环丁烯上形成力敏梯烯结构并引入可化学降解的环缩醛结构，通过热驱动自蔓延共聚技术在聚双环戊二烯分子链中无规引入含有梯烯结构的缩醛单体结构，赋予共聚
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一是提供一种基于梯烯结构的力敏缩醛制备的可降解聚双环戊二烯工程材料。
2、本专利技术的目的之二是提供一种用于制备可降解聚双环戊二烯工程材料的含有梯烯结构的力敏缩醛单体，解决目前聚双环戊二烯热固性材料的降解难题，并提供一种基于梯烯结构的力敏缩醛单体的制备方法。
3、本专利技术提供的可降解聚双环戊二烯工程材料的原料中包括基于梯烯结构的力敏缩醛单体，该单体与双环戊二烯单体共聚，在聚双环戊二烯链中引入含有梯烯结构的缩醛单体结构，赋予了共聚材料在机械力诱导下发生力响应开环的能力和在化学刺激下的断链能力。具体地，当在机械力等外场作用时(如超声、高速剪切、球磨等)环丁烷力致开环为双烯结构，直接在聚合物主链中形成单链的缩醛结构单元。材料在机械力作用前保持化学惰性，经机械力刺激后转变为可降解基元，在酸性条件下发生断链行为。因此，制备的材料在具备可降解性的同时仍具有较高的强度，其拉伸强度达到45mpa，断裂伸长率达到17％，抗冲击强度达到45kj/m2，在具有可降解性的同时，刚韧平衡性较好，能够满足材料的应用需求。
4、具体的方案如下：
5、本专利技术提供一种含有梯烯结构的力敏缩醛单体，所述含有梯烯结构的力敏缩醛单体的结构如式1所示：
6、
7、式1中，r1为碳原子数选自1-8个的脂肪族取代基或碳原子数选自6-12个的芳香族取代基；r2、r3独立的为碳原子数选自1-8个的脂肪族取代基；r4、r5独立的为氢原子、烷基、环烷基、杂环基、杂环烷基、烯基、环烯基、芳香基、杂芳香基、杂烷基、炔基、亚烃基或亚烯基。
8、进一步的，一种所述含有梯烯结构的力敏缩醛单体的合成方法，所述方法包括：
9、二元烯醇和醛发生缩合反应生成环状缩醛，其中二元烯醇与醛的摩尔数比为(1～10):1，缩合反应在催化剂作用下进行，反应温度为30-150℃，反应时间为4-24h，反应结束后，经过洗涤、分离、旋转蒸发、干燥操作，得到含缩醛环烯烃；
10、所述含缩醛环烯烃与环丁二烯发生狄尔斯-阿尔德反应(diels-alder)反应，其中缩醛环烯烃与环丁二烯的摩尔数比为(1～10):1，狄尔斯-阿尔德反应在催化剂作用下进行，反应温度为0-120℃，反应时间为4-24h，反应结束后，经过洗涤、分离、旋转蒸发、干燥操作，得到所述含有梯烯结构的力敏缩醛单体。
11、进一步的，所述二元烯醇和醛发生缩合反应需要的催化剂选自：磷酸钠、醋酸钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾、乙醇钠、氢化钠、氨基钠、盐酸、硫酸、对甲苯磺酸和三氟化硼的一种或几种混合物；所述二元烯醇和醛发生缩合反应需要的有机溶剂为：乙醇、二甲基亚砜、n,n二甲基甲酰胺、二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯、苯、二甲苯、丙酮、n-甲基吡咯烷酮中的其中一种；
12、所述狄尔斯-阿尔德反应(diels-alder)反应需要的催化剂选自：氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺、金属氯化物、碘化物、三氟甲磺酸盐、烷基金属化合物、三氟化硼的乙醚醚溶液、二氟化芳基硼、n-溴代丁二酰亚胺、2,6-二甲基吡啶、过氧化苯甲酰中的一种或几种混合物；所述狄尔斯-阿尔德反应(diels-alder)反应使用的有机溶剂选自：乙醇、二甲基亚砜、二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯、苯、二甲苯、丙酮、n,n二甲基甲酰胺、环己烷、乙酸乙酯、乙腈、苯甲腈中的其中一种。
13、进一步的，一种所述的含有梯烯结构的力敏缩醛单体用于制备可降解热固性聚双环戊二烯工程材料的应用，其特征在于：该含有梯烯结构的力敏缩醛单体作为制备可降解热固性聚双环戊二烯材料的原料，其中制备所述可降解热固性聚双环戊二烯材料的各原料的质量百分数的总和为100％，所述含有梯烯结构的力敏缩醛单体的质量百分数为2.5％～30％wt％。
14、进一步的，一种可降解热固性聚双环戊二烯工程材料，其特征在于：
15、所述聚双环戊二烯工程材料的结构如式2所示：
16、
17、式2
18、式2中，其中m，n，p独立的为介于100-1500之间的整数；r1为碳原子数选自1-8个的脂肪族取代基或碳原子数选自6-12个的芳香族取代基；r2、r3独立的为碳原子数选自1-8个的脂肪族取代基；r4、r5独立的为氢原子、烷基、环烷基、杂环基、杂环烷基、烯基、环烯基、芳香基、杂芳香基、杂烷基、炔基、亚烃基或亚烯基；
19、其中制备所述可降解热固性聚双环戊二烯材料的各原料的质量百分数的总和为100％，各原料的质量百分数为：
20、
21、所述催化剂为钌系催化剂；
22、所述抑制剂为磷酸酯类；
23、所述含有梯烯结构的力敏缩醛单体为所述的力敏缩醛单体。
24、一种所述的聚双环戊二烯工程材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
25、(1)将所述催化剂和所述抑制剂按比例加入到双环戊二烯、含有梯烯结构的力敏缩醛单体的混合液中，将混合液在冰水浴条件下，超声混合30s-180s，得到分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含有梯烯结构的力敏缩醛单体，其特征在于：所述含有梯烯结构的力敏缩醛单体的结构如式1所示：
2.一种权利要求1所述的含有梯烯结构的力敏缩醛单体的合成方法，其特征在于：所述方法包括：
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：
4.一种由权利要求1所述的含有梯烯结构的力敏缩醛单体用于制备可降解热固性聚双环戊二烯工程材料的应用，其特征在于：该含有梯烯结构的力敏缩醛单体作为制备可降解热固性聚双环戊二烯材料的原料，其中制备所述可降解热固性聚双环戊二烯材料的各原料的质量百分数的总和为100％，所述含有梯烯结构的力敏缩醛单体的质量百分数为2.5％～30％wt％。
5.一种可降解热固性聚双环戊二烯工程材料，其特征在于：
6.一种权利要求5所述的聚双环戊二烯工程材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
7.一种权利要求6所述的可降解聚热固性双环戊二烯工程材料的降解方法，其特征在于：所述降解方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的降解方法，其特征在于：
9.根据权利要求5所述
...【技术特征摘要】
1.一种含有梯烯结构的力敏缩醛单体，其特征在于：所述含有梯烯结构的力敏缩醛单体的结构如式1所示：
2.一种权利要求1所述的含有梯烯结构的力敏缩醛单体的合成方法，其特征在于：所述方法包括：
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：
4.一种由权利要求1所述的含有梯烯结构的力敏缩醛单体用于制备可降解热固性聚双环戊二烯工程材料的应用，其特征在于：该含有梯烯结构的力敏缩醛单体作为制备可降解热固性聚双环戊二烯材料的原料，其中制备所述可降解热固性聚双环戊二烯材料的各原料的质量百分数的总和为100％，所述含有梯烯结构的力敏缩醛单体的质量百分数...
【专利技术属性】
技术研发人员：王平，胡心芸，刘文秀，周意杨，史梦婷，许杰，凌嘉诚，杨利，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。