[发明专利]一种交联动态聚合物及其应用

说明书

本发明公开了一种交联动态聚合物，其结构中含有普通共价交联和动态共价键；其中，所述普通共价交联由普通共价键形成，并且普通共价交联的交联度在至少一个交联网络中达到普通共价交联的凝胶点以上；所述动态共价键为有机硼氧硼键。在动态聚合物中，普通共价交联赋予动态聚合物一定的强度与稳定性，有机硼氧硼键具有的动态可逆性赋予动态聚合物在特定材料中起到阻尼、增韧、缓冲等效果。所述动态聚合物结合了普通共价交联、有机硼氧硼键各自的优势，具有结构多样、性能丰富的特点，应用范围广。所述动态聚合物可应用于防护材料、运动防护制品、缓冲减震材料、韧性材料、应力传感器、胶黏剂、密封件等领域。

技术领域

本发明涉及智能聚合物领域，具体涉及一种含有普通共价交联和有机硼氧硼动态共价键的交联动态聚合物。

背景技术

目前，随着科学技术的进步，各行各业对材料的要求越来越高。传统单一的结构材料或功能材料已不能满足飞速发展的高技术领域的需求，各种各样高性能化、多功能化、智能化的材料应运而生。

为了获得高性能的聚合物，常采用交联赋予聚合物三维网络结构，提高聚合物的热稳定性、力学性能、耐溶剂性以及抗蠕变性等性能。对于通过普通共价键形成的交联聚合物，其力学性能及稳定性虽得到提高，但缺乏动态可逆性、多功能性以及智能性等。

目前常见聚合物一般由普通共价键构成，具有良好的稳定性与应力承载能力。而动态共价键是一种比非共价相互作用稳定，又相对弱于普通共价键的共价化学键，并且能够在合适的条件下发生可逆的断裂与重建。相对于利用非共价相互作用(例如氢键等)构筑的动态聚合物，此类动态聚合物具有更优异的稳定性。在没有外部刺激时，动态共价键通常十分稳定，基本不会主动进行化学键的断裂与重建；但当改变外部条件(例如温度、添加剂等)时，动态共价键会发生断裂与重建；当外部条件恢复时，这种断裂与重建瞬间终止，达到平衡，平衡过程具有很好的可逆性与可控性。动态共价键结合了非共价相互作用的可逆性与普通共价键的稳定性，赋予动态聚合物广泛的应用。将动态共价键引入聚合物结构中，是一种制备新型聚合物的可行方法，并赋予聚合物良好的综合性能。

目前，常见的交联聚合物多为普通共价交联、非共价相互作用交联或动态共价交联等单一交联方式的聚合物，无法实现结构稳定性与动态性的良好调控，因此需要发展一种新型聚合物将普通共价交联与动态性有效结合起来。

发明内容

鉴于上述背景，本发明提供一种交联动态聚合物，其结构中含有普通共价交联和动态共价键；其中，所述普通共价交联由普通共价键形成，并且普通共价交联的交联度在至少一个交联网络中达到普通共价交联的凝胶点以上；所述动态共价键为有机硼氧硼键，其是交联动态聚合物的聚合链接点和/或交联链接点。

在本发明中，所述交联动态聚合物还可选地含有氢键。其中，所述可选的氢键起到以下任意一种或任意几种作用：接枝、成环、聚合、交联，优选为聚合和/或交联。

所述交联动态聚合物结构中还可选地存在至少一个连接基，所述连接基将交联动态聚合物结构中任意两个形成不同有机硼氧硼键的硼原子连接在一起，所述连接基选自但不仅限于以下任意一种或任意几种：碳连接基、杂连接基、碳-杂连接基、碳-元素连接基、碳-杂-元素连接基。

所述有机硼氧硼键具有动态可逆性，兼具良好的热稳定性，并且动态可逆反应条件温和，在无需催化剂、无需高温等温和条件下即能发生可逆断裂与重建。在合适的条件下，交联动态聚合物中任意位置的有机硼氧硼键均可以参与动态可逆变换。

在本发明中，所述交联动态聚合物可以含有一个、两个或多个交联网络。

当交联动态聚合物含有一个交联网络时，优选所述交联网络结构中含有所述普通共价交联和有机硼氧硼键。

当交联动态聚合物含有两个或多个交联网络时，其可以由两个或多个相互共混的交联网络构成，或者由两个或多个相互穿插的交联网络构成，或者由两个或多个部分相互穿插的交联网络构成，或者由以上方式任意组合构成，但本发明不仅限于此。