[发明专利]一种具有杂化结构的动态聚合物组成及其应用

说明书

本发明公开了一种具有杂化结构的动态聚合物组成，其中含有至少一个骨架为碳杂链结构且链骨架上含有氢键基团的普通共价交联网络，同时其中包含动态共价无机硼酸硅酯键。普通共价交联赋予了聚合物以一定的强度和稳定性。而无机硼酸硅酯键的存在，使得聚合物具有良好的动态可逆性，并可体现出刺激响应性等功能特性；也使聚合物能起到良好的吸能效果，在特定结构中对材料进行增韧和阻尼。该动态聚合物组成可用于制作减震缓冲材料、抗冲击防护材料、自修复材料、韧性材料等。

技术领域

本发明涉及智能聚合物领域，具体涉及一种由普通共价键、无机硼酸硅酯键和超分子氢键构成的具有杂化结构的动态聚合物组成及其应用。

背景技术

传统的聚合物一般由普通共价键构成。但是，当仅仅采用普通共价交联时，如果交联密度较低，则往往力学性能不佳；而如果交联密度较高，则往往导致交联聚合物硬而脆；而且一般的化学交联缺乏动态性，一旦形成化学交联，交联本身将无法变化，聚合物材料的性能被固定化。橡胶态的交联聚合物因为具有较好的粘弹性，常常被用来作为阻尼减震材料。但是由于其中的结构比较固定，其阻尼效果也比较局限。

因此，需要发展具有杂化结构的动态聚合物组成，即在含有普通共价交联的同时引入动态键，可以使得体系既能够具有尺寸/结构稳定性，又有良好的力学性能和优异的动态性，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明针对上述背景，提供了一种具有杂化结构的动态聚合物组成，其中包含一个普通共价交联网络，所述普通共价交联网络骨架为碳杂链结构，且其链骨架上还含有氢键基团；同时其中含有包含动态共价无机硼酸硅酯键的动态共价聚合物。所述的动态聚合物在具有一定的力学强度和良好的韧性的同时，也表现出优良的动态可逆性，并可体现出刺激响应性、自粘性、吸能性、一定的自修复性等功能特性。

本发明通过如下技术方案予以实现：

根据本发明的实施方式，提供一种具有杂化结构的动态聚合物组成，其中包含一个普通共价交联网络，所述普通共价交联网络骨架为碳杂链结构，且其链骨架上还含有氢键基团；同时其中含有包含动态共价无机硼酸硅酯键的动态共价聚合物，其中，所述动态共价无机硼酸硅酯键中任意一个B原子与三个-O-连接，且其中任意与至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si键的不同的Si原子相连接的连接基L其处于动态共价聚合物主链骨架的结构仅含有(聚)硅氧烷单元；所述动态共价聚合物的交联度在凝胶点以上；

其中，当普通共价交联网络骨架上的氢键基团以如下结构独立存在时，

Y选自C、O、N、S，X选自O、S，但Y不全为O或O和N的组合；R不存在或者可选自氢原子、杂原子基团、分子量不超过1000Da的小分子烃基、分子量大于1000Da的聚合物链残基。

在本发明的实施方式中，所述的无机硼酸硅酯键(B-O-Si)由无机硼化合物和含硅羟基和/或硅羟基前驱体的(聚)硅氧烷化合物反应而成。

其中，所述无机硼化合物是指化合物中的硼原子不与碳原子通过硼碳键相连的含硼化合物，所述无机硼化合物选自包括但不限于硼酸、硼酸酯、硼酸盐、硼酸酐、卤化硼等。

所述含硅羟基和/或硅羟基前驱体的(聚)硅氧烷化合物，是指化合物的末端含有硅羟基和/或硅羟基前驱体端基，且与所述端基相连的主链和/或侧链和/或其他链结构为任意合适的(聚)硅氧烷结构并可以使得形成的无机硼酸硅酯键(B-O-Si)含有所述的连接基L的化合物。所述(聚)硅氧烷的主链或主体结构等由-(SiR₁R₂-O)_n-单元组成，其中，n为硅氧烷单元(SiR₁R₂-O)的数量，为大于或等于1的整数，可以是固定值或平均值；R₁、R₂为连接在硅原子上的基团/链段，各自独立地选自H、卤素原子和其他任意合适的有机、无机基团/链段，包括羟基、以及其他反应性有机基团。