【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多功能材料，具体涉及一种可回收自修复弹性体复合材料的制备方法。
技术介绍
1、高分子复合材料具有重量轻、耐化学腐蚀、加工性能好等优点，因此被广泛应用于软机器智能皮肤、智能纺织品、可部署软致动器、吸附剂、活性颜料和传感器中。然而，在实际应用中，高分子复合材料在使用过程中容易受到不可逆的机械损伤，并且其机械性能和热性能会产生退化。为了可持续经济的发展，鼓励弹性体融入可自愈合性和可回收性，以降低复合材料的维护成本，延长复合材料的使用寿命，减少原材料的消耗。随着研究的不断深入，自愈合材料的自愈合效果已经从最早的外源性自愈合(通过封装自愈合剂实现一次性自愈合)演变为内源性自愈合(由动态可逆共价键实现)。因此，氢键和配位键等可逆的非共价相互作用备受关注。它们可以减少愈合环境对材料的刺激和影响，实现室温下的重复自愈。
2、氢键因其高选择性、定向性、动态性、可调节性和相对较高的强度而被认为是“超分子化学中的主键相互作用”。氢键相互作用对于控制材料的超分子结构、增强聚合物的稳定性和阻尼性能至关重要。它们还可以作为主动触发器，赋予材料响应行为。因此，通过氢键交联制备的复合材料，可以提高复合材料的自修复效率，可回收性以及力学性能。
3、然而，引入大量的氢键会导致零维团聚颗粒的形成，这些团聚颗粒由短链分子、高氢键密度分子组成，会显著影响材料的机械性能。如何解决复合材料自愈合性能与力学性能之间相互制约的问题，制备一种能够同时具备高力学性能、高自愈合效率，可回收的满足工程标准的宽温域阻尼复合材料是高性能多功能复合材料制
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种可回收自修复弹性体复合材料的制备方法，以解决现有复合材料自愈性能与力学性能相互制约，难以制备同时具有高力学性能、高自愈合效率、可回收，且满足工程标准的宽温域阻尼复合材料的问题。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、一种可回收自修复弹性体复合材料的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)称取组分a加入去离子水中进行球磨，然后将球磨后的混合溶液经冷冻处理，得到冰块，其中组分a为单宁酸、壳聚糖、多巴胺、磷酸、聚乙烯亚胺和没食子酸中的任意一种；
5、(2)将步骤(1)所得冰块与去离子水和水性聚氨酯溶液混合，搅拌至冰块完全溶解，最后抽滤、烘干，制得。
6、本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了一种可回收自修复弹性体复合材料的制备方法，通过对组分a物质进行球磨、冷冻处理后得到冰块，并将冰块与水性聚氨酯溶液于去离子水中发生交联反应，组分a在冰块融化的过程中在去离子水与冰块的固液两相界面处与水性聚氨酯中的酰胺键通过氢键逐级交联。由于组分a溶液制得的冰块融化的过程是一个由外向内逐渐开始的过程，有效的规避了直接加入组分a溶液后导致组分a中含有大量的羟基引起团聚的问题。该方法极大地增大了基体中多羟基小分子的引入量，有效地增加了制备的材料中的氢键密度，提高了材料的自愈合效果，可回收性以及力学性能。
7、进一步地，步骤(1)中组分a与去离子水的质量体积比为3-7g：80-120ml。
8、优选地，步骤(1)中组分a与去离子水的质量体积比为4g：100ml。
9、进一步地，步骤(1)中球磨的条件为：采用间断球磨的方式，每转动100-150min停转8-12min，球磨的时间为24-36h，转速为400-500rpm。
10、优选地，步骤(1)中球磨的条件为：采用间断球磨的方式，每转动120min停转10min，球磨的时间为30h，转速为450rpm。
11、采用上述进一步技术方案的有益效果为：采用间断球磨的方式可以使单宁酸中的部分酚羟基氧化，防止其在高分子基体中形成分子内氢键。
12、进一步地，步骤(1)中冷冻处理的温度为-50～-30℃，时间为6-12h。
13、优选地，步骤(1)中冷冻处理的温度为-40℃，时间为9h。
14、采用上述进一步技术方案的有益效果为：通过对组分a溶液进行冷冻处理，得到冰块，可以在后续与水性聚氨酯交联时通过冰块逐渐融化，规避直接加入组分a导致大量羟基出现引起组分a团聚的问题。
15、进一步地，步骤(2)中水性聚氨酯溶液的固含量为40-60％。
16、优选地，步骤(2)中水性聚氨酯溶液的固含量为60％。
17、进一步地，步骤(2)中冰块、水性聚氨酯溶液和去离子水的质量体积比为30-80g：1-3g：35-75ml。
18、优选地，步骤(2)中冰块、水性聚氨酯溶液和去离子水的质量体积比为52.5g：2g：50ml。
19、进一步地，冰块结冰前溶液与去离子水的体积相同。
20、进一步地，步骤(2)中搅拌的转速为400-700rpm；抽滤采用孔径为0.1-0.45μm的聚丙烯滤膜；烘干的温度为20-30℃，时间为8-24h。
21、优选地，步骤(2)中搅拌的转速为450rpm；抽滤采用孔径为0.22μm的聚丙烯滤膜；烘干的温度为25℃，时间为12h。
22、一种可回收自修复弹性体复合材料，采用上述的制备方法制得。
23、本专利技术的有益效果为：本专利技术制得的可回收自修复弹性体复合材料具备超韧性、较宽的阻尼温度范围、优异的自愈能力、可回收性和形状记忆功能。
24、上述的可回收自修复弹性体复合材料在制备软机器智能皮肤、智能纺织品、可部署软致动器、吸附剂、活性颜料或传感器中的应用。
25、本专利技术具有以下有益效果：
26、(1)本专利技术提供了一种可回收自修复弹性体复合材料制备时的界面配位和交联的方法，通过利用冰的融化，在水的固液两相界面逐级交联，解决了单宁酸在高分子基底中的团聚问题，提高了高分子基底中动态键的密度。
27、(2)本专利技术制得的可回收自修复弹性体复合材料具备超韧性，韧性可达284mj·m3；较宽的阻尼温度范围阻尼温度范围大于80℃，损耗因子tanδ大于0.3；优异的自愈能力，韧性、应力和应变的自愈合效率分别为74％、84％和88％；可回收性和形状记忆功能。
28、(3)本专利技术方法制备工艺简单、可控性强、稳定性好、反应条件温和、成本低廉，整体工艺利于大规模工业化处理，为高性能聚合物复合材料提供了一种新的材料设计概念和思路。
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1.一种可回收自修复弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的可回收自修复弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中组分A与去离子水的质量体积比为3-7g：80-120mL。
3.根据权利要求1所述的可回收自修复弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中球磨的条件为：采用间断球磨的方式，每转动100-150min停转8-12min，球磨的时间为24-36h，转速为400-500rpm。
4.根据权利要求1所述的可回收自修复弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中冷冻处理的温度为-50～-30℃，时间为6-12h。
5.根据权利要求1所述的可回收自修复弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中水性聚氨酯溶液的固含量为40-60％。
6.根据权利要求1所述的可回收自修复弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中冰块、水性聚氨酯溶液和去离子水的质量体积比为30-80g：1-3g：35-75mL。
7.根据权利要求6所述
8.根据权利要求1所述的可回收自修复弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中搅拌的转速为400-700rpm；抽滤采用孔径为0.1-0.45μm的聚丙烯滤膜；烘干的温度为20-30℃，时间为8-24h。
9.一种可回收自修复弹性体复合材料，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。
10.权利要求9所述的可回收自修复弹性体复合材料在制备软机器智能皮肤、智能纺织品、可部署软致动器、吸附剂、活性颜料或传感器中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种可回收自修复弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的可回收自修复弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中组分a与去离子水的质量体积比为3-7g：80-120ml。
3.根据权利要求1所述的可回收自修复弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中球磨的条件为：采用间断球磨的方式，每转动100-150min停转8-12min，球磨的时间为24-36h，转速为400-500rpm。
4.根据权利要求1所述的可回收自修复弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中冷冻处理的温度为-50～-30℃，时间为6-12h。
5.根据权利要求1所述的可回收自修复弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中水性聚氨酯溶液的固含量为40-60％。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，吴超群，孙得翔，杨静晖，张楠，祁晓东，黄婷，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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