【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料。
技术介绍
1、高分子材料已经渗透到当代社会的传统领域和新兴领域，具有巨大的研究价值和广阔的市场应用前景，其中具有优异力学性能的聚合物网络在各种应用中都有大量需求。因此，设计具有优异性能的弹性体，如机械坚固性、优异的耐化学性和耐热性、高拉伸性和优异的再加工性等一直对弹性体的不同应用领域有着吸引力。然而这些特性在聚合物中表现出一种权衡行为，通常很难同时改善。聚合物的常见分类是基于它们对热的反应，这与聚合物链的拓扑结构直接相关。热塑性材料由聚合物链组成，这些聚合物链彼此之间没有化学连接。当加热到玻璃化转变温度tg时，它们像粘弹性液体一样宏观流动，熔融状态下的分子迁移率允许它们反复熔化和成型。此外，聚合物链可以通过共价交联形成热固性材料。共价交联的三维网络抑制了聚合物链在热或溶剂的作用下扩散，使热固性塑料本质上是“不溶不熔”的，并且网络的拓扑结构和热固性塑料的宏观形状一旦固化就会被“固定”，从而不能被多次加工。而实际应用要求和社会对可回收高性能材料的需求，如何将热塑性塑料的延展性与热固性塑料的性能优势结合起来，使聚合物具有优异力学性能和再加工性能的研究受到了研究者们的广泛关注。
2、人工编织通过对织物进行打结、缠绕等方式，对原材料利用拓扑结构进行宏观重构，使织物具有独特的艺术性和广泛的实用性。编织的方式不仅为材料宏观体现形式上提供了引人入胜的图案，而且从宏观结构上改变了原材料的力学性能。基于人工编织方式对材料宏观性能方面获得灵感，希望将编织概念应用于聚合物分子链重构，进而提高聚合物网络的力学性能。
技术实现思路
1、为了提高聚合物材料的力学性能，并受人工编织技术的启发，本专利技术提出一种仿生编织聚氨酯弹性体及其制备方法，通过分子仿生编织的方法，提高聚合物网络的力学性能。
2、本专利技术中一种仿生编织聚氨酯弹性体是将金属模板编织基元作为扩链剂加入二元醇和二异氰酸酯的预聚体中，最后加入1,4-丁二醇去消耗剩余的二异氰酸酯，利用金属模板编织基元的方向性，在聚合物链增长的过程中促进分子链之间的拓扑缠绕，达到仿生编织的效果；其中，二异氰酸酯和二元醇的摩尔比为2:1；金属模板编织基元与二异氰酸酯的摩尔比为(1～3):16；
3、所述金属模板编织基元为：
4、
5、本专利技术中一种仿生编织聚氨酯弹性体的制备方法包括以下两个步骤：
6、一、金属模板编织基元的制备；
7、二、聚氨酯网络的分子编织。
8、步骤一金属模板编织基元的制备步骤具体为：
9、(1)将对氨基苯酚与2,6-吡啶二甲醛在乙醇中搅拌反应0.5小时，反应结束后经过抽滤获得金属配体l；其中对氨基苯酚与2,6-吡啶二甲醛的摩尔比为2:1。
10、
11、(2)称取步骤(1)得到的金属配体l溶于二氯甲烷中，得到浓度为0.2mol/l的金属配体溶液；再将三氟甲磺酸锌溶于乙腈中，得到0.1mol/l的金属锌溶液；然后将上述两种溶液混合，并在室温条件下搅拌反应0.5小时后，旋蒸干燥得到金属模板编织基元l-zn。
12、
13、步骤二聚氨酯网络的分子编织的具体步骤为：
14、(1)将二元醇和二异氰酸酯在120℃下，抽真空2小时以去除水分；
15、(2)将二异氰酸酯和二元醇加入到烧瓶中，在氮气氛围下70℃反应2小时；随后将溶于n,n-二甲基甲酰胺的金属模板编织基元l-zn加入到反应中，同时加入催化剂量的二月桂酸二丁基锡，在70℃下反应5小时；最后加入1,4-丁二醇去消耗剩余的二异氰酸酯；其中，二异氰酸酯和二元醇的摩尔比为2:1；金属模板编织基元l-zn与二异氰酸酯的摩尔比为(1～3):16；
16、(3)将反应结束后的溶液倒入四氟乙烯模具中，在60～90℃的温度下，干燥12～24小时；将干燥后的产品从模具中剥离，即得到仿生编织聚氨酯弹性体。
17、本专利技术中所述的二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、4,4-甲基双(苯基异氰酸酯)和六亚甲基二异氰酸酯中的一种；
18、所述的二元醇为聚醚二元醇、聚酯二元醇、聚己内酯二元醇和聚碳酸酯二元醇中的一种，其中优选为聚醚二元醇，进一步优选为聚四氢呋喃。
19、本专利技术的有益效果：
20、针对聚合物分子无定形特性及现有编织手段的限制，本专利技术选择将具有方向性的金属模板作为编织基元，通过共价连接的方式得到聚合物，利用金属模板的方向性，在聚合物链增长的过程中促进分子链之间的拓扑缠绕，达到编织的目的，进而提高聚合物网络的力学性能和化学稳定性。
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1.一种仿生编织聚氨酯弹性体，其特征在于，
2.根据权利要求1所述一种仿生编织聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，该方法包括以下两个步骤：
3.根据权利要求2所述的仿生编织聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤二聚氨酯网络的分子编织的具体步骤为：
4.根据权利要求2所述的仿生编织聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述的二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、4,4-甲基双(苯基异氰酸酯)和六亚甲基二异氰酸酯中的一种。
5.根据权利要求2所述的仿生编织聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述的二元醇为聚醚二元醇、聚酯二元醇、聚己内酯二元醇和聚碳酸酯二元醇中的一种。
6.根据权利要求5所述的仿生编织聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述的二元醇为聚醚二元醇。
7.根据权利要求6所述的仿生编织聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述的二元醇为聚四氢呋喃。
【技术特征摘要】
1.一种仿生编织聚氨酯弹性体，其特征在于，
2.根据权利要求1所述一种仿生编织聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，该方法包括以下两个步骤：
3.根据权利要求2所述的仿生编织聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，步骤二聚氨酯网络的分子编织的具体步骤为：
4.根据权利要求2所述的仿生编织聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于，所述的二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯...
【专利技术属性】
技术研发人员：田丽梅，王顺利，赵云飞，田伟，任雷，王坤阳，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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