[发明专利]一种基于杂化作用动态聚合物的吸能方法

说明书

本发明公开了一种基于杂化作用动态聚合物的吸能方法，其采用含有动态双硒键和可选的超分子氢键作用的杂化作用动态聚合物作为吸能材料进行吸能。此类动态聚合物结合了动态共价键和可选的超分子氢键各自的优势，动态共价键赋予了聚合物以一定的强度和稳定性，超分子氢键作用及一定条件下的动态共价键所具有的强动态可逆性，使得所述动态聚合物具有能量耗散、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方面。

技术领域

本发明涉及一种吸能方法，具体涉及一种基于由动态双硒键和可选的超分子氢键作用构成的杂化作用动态聚合物的吸能方法。

背景技术

在日常生活、运动、休闲娱乐、军事、警务、安保、医护、生产等活动中，人体、动物体和物品等经常受到撞击、振动、震动、爆炸、声音等物理冲击的严重影响。通过使用吸能材料进行吸能，可以对这类物理冲击起到有效的防护、缓解。这些吸能方法分为主动式吸能与被动式吸能。主动式吸能包括使用减振器等方法，被动式吸能包括使用具有吸能功能的材料等方法。用于吸能的材料主要有金属、聚合物、复合材料等材料。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。

在现有技术中，用做吸能的聚合物材料常见的结构有基于上述各种能量损耗机理而设计得到的聚合物合金、聚合物互穿网络、聚合物弹性体等。这些用于吸能的结构往往是上述各机理的简单叠加，与单一的上述机理相比虽然一定程度上扩大了吸能范围，提升了吸能效率，但仍然无法避免其不足。

因此，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，本发明提供了一种杂化作用动态聚合物，并以其作为吸能材料进行吸能；其中，所述的杂化作用动态聚合物，其中含有动态双硒键和可选的超分子氢键作用。

在本发明实施方式中，所述的动态双硒键具有如下结构通式：

在本发明实施方式中，所述的动态双硒键具有如下结构通式：

其中，m为通过单键相连的硒原子的个数，其取值为大于等于2的某个特定整数值，优选2～20；更优选自 2～10；

其中，W各自独立选自但不仅限于：氧原子、硫原子。

在本发明的实施方式中，所述的氢键作用，其由存在于动态聚合物链骨架(包括侧链/支链/分叉链)、侧基、端基中任一处或多处的的氢键基团之间形成氢键构成。所述的氢键基团优选含有以下结构成分：

更优选含有以下结构成分中的至少一种：

进一步优选含有以下结构成分中的至少一种：

其中，表示与聚合物链、交联链接或者其他任意合适的基团/原子(包括氢原子)的连接。