[发明专利]一种基于杂化动态聚合物组合物的吸能方法

说明书

本发明公开了一种基于杂化动态聚合物组合物的吸能方法，提供一种杂化动态聚合物组合物，并以其作为吸能材料进行吸能；其至少含有组分A和组分B，其中组分A中含有动态可交换型硅氧烷键和可选的氢键基团的动态聚合物；组分B中含有用于进行硅氧烷平衡反应的催化剂和/或其复合物。动态聚合物中动态可交换型硅氧烷键赋予吸能材料共价结构的动态可交换性，可选的氢键的超分子动态可逆性方便赋予胀流性和超分子动态可交换性，动态共价和超分子作用还具有正交和/或协同性，从而体现出良好的能量耗散、分散等吸能特性。该动态聚合物可应用于运动和日常生活的身体防护、军警身体防护、防爆、空降和空投防护、汽车防撞、电子电器产品抗冲击防护等。

技术领域

本发明涉及一种基于杂化动态聚合物组合物的吸能方法，具体涉及一种由动态可交换型 硅氧烷键和超分子氢键构成的杂化动态聚合物组合物的吸能方法。

背景技术

在日常生活和实际生产过程中，经常需要使用方法或手段来避免或减缓撞击、振动、震 动、爆炸、声音等形式所造成的物理冲击带来的影响，其中，应用较为广泛的即是使用一种 吸能材料进行能量吸收，从而对物理冲击起到有效的防护作用。用于吸能的材料主要有金属、 聚合物、复合材料等。其中，聚合物材料的能量损耗来源主要有以下几种：1、利用聚合物在 其玻璃化转变温度附近具有高损耗因子的现象吸能。这种方法由于材料处在玻璃化转变温度 附近，材料的力学性能对温度变化敏感，在使用过程中材料的力学性能易随环境温度的变化 而剧烈变化，给使用带来困难；2、利用共价键等化学键的断裂以及材料内部产生裂纹甚至材 料整体的断裂等过程吸能，在上述各过程中，共价键的断裂与宏观的裂纹、断裂不但无法恢 复，还将导致材料的力学性能降低，在一次或少数几次吸能过程后，材料必须及时替换才能 维持原有的性能；3、利用形变，特别是聚合物橡胶态或粘弹态的较大形变所带来的分子链段 间的内摩擦吸能，这种方法通常需要材料发生较大的形变才能产生显著的效果，而当材料发 生能量高损耗的形变后，往往无法恢复到原来的形状，无法继续使用，必须被更换。新型抗 冲击与吸能材料是近年来提出的一类新型材料，它的出现对于材料的选择及其性能研究具有 重要的实用价值。不同构型的抗冲击吸能材料除了具有优良的力学、承载、抗冲击、吸能特 性外，还具有阻尼、减振、吸声降噪、刺激响应等其他功能，从而满足航空航天、精密仪器、 汽车工业等高新技术领域对于材料所提出的需求。

目前市面上的吸能防护材料主要依靠弹性体泡沫或相对较柔软的可压缩性材料作为能量 吸收材料。而当这种材料应用于人体防护或精密仪器防护上主要存在的缺点是减震性能有限， 在受到剧烈冲击时，普通的防护材料并不能有效地将冲击能量有效地耗散掉，依然会有很强 的冲击力作用在人体或设备上，会导致人体受伤或设备损坏。迫切需要发展一种新的吸能方 法，特别是利用引入一种新的能量吸收和损耗机理的聚合物来进行吸能，以解决现有技术中 存在的问题。

发明内容

针对上述背景，本发明提供了一种基于杂化动态聚合物组合物的吸能方法。所述的杂化 动态聚合物组合物稳定性好，在一般的温和条件下即可具有良好的动态可逆性，并可体现出 自修复性、可重复使用性、可回收性以及仿生力学性能。

本发明可通过如下技术方案予以实现：

本发明涉及一种基于杂化动态聚合物组合物的吸能方法，其特征在于，提供一种杂化动 态聚合物组合物，并以其作为吸能材料进行吸能；其至少含有组分A和组分B，其中组分A 中含有动态可交换型硅氧烷键和可选的氢键基团的动态聚合物；其中，动态可交换型硅氧烷 键作为动态聚合物的聚合链接点和/或交联链接点而存在，是形成或维持动态聚合物共价结构 的必要条件；组分B中含有用于进行硅氧烷平衡反应的催化剂和/或其复合物。

在本发明的实施方式中，所述的动态可交换型硅氧烷键，其选自如下结构中的至少一种：

其中，表示与聚合物链或者其他任意合适的基团/原子的连接，且至少一个与聚合物 链连接；各个结构可以相同也可以不同；之间还可以成环或不成环。