[发明专利]一种基于氢键的聚酰亚胺自修复材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种基于氢键的聚酰亚胺自修复材料及其制备方法，将2,2’‑(乙烯二氧)双乙胺材料与二环已基甲烷‑4,4'‑二异氰酸脂材料反应，生成具有自修复功能的软段聚合物，然后将对苯二胺和4,4二氨基二苯醚反应生成聚酰胺酸，再将具有氨基的PAA与具有自修复功能的软段聚合物反应，得到可以具有氢键修复的聚酰胺酸材料，在进行脱水处理得到具有自修复的聚酰亚胺材料。经分析材料被成功制备，具有传统聚酰亚胺材料的强度，同时具有自修复效果，为聚酰亚胺材料的推广和应用创造了非常有利的条件。

技术领域

本发明属于兼具结构和功能两方面的高分子材料领域，更加具体地说，涉及一种基于氢键的聚酰亚胺自修复材料及其合成方法，未来将用于电磁屏蔽材料，机械工程材料和抗辐射等材料，应用前景广阔。

背景技术

聚酰亚胺是一类主链上含有酰亚胺环的聚合物,由于其具有突出的强度，耐辐射，耐高温，易加工，抗辐射等性能，在耐高温涂料、航天航空，防水织物纤维及光电材料等领域有十分重要的应用。但近年来，随着智能化、信息化的不断进步，在材料的应用上，由于受应力集中，温度分布不均匀等复杂环境的影响，材料内部形成大量缺陷，进而影响材料的使用性能，安全系数和寿命。因此获得具有能及时发现缺陷并具有自修复功能的材料尤为重要。自修复的概念源自生物学，但自20世纪美国首次提出来自修复材料概念，该技术迅速成为解决该技术难题的一个全新的思路。

自修复在机理上大致可以分为两类：外援型自修复和本征型自修复。外援型自修复就是利用外在的第二相来达到材料的修复，通常而言，自修复材料本体中包载了修复剂，例如微胶囊、中空纤维和微血管网络等。当材料受到破损时，第二相材料发生溢出，与本体发生反应，材料得到修复。而本征型自修复就是不需要第二相，本体就可以识别损伤，达到组织的修复。通常，该修复材料是利用自身的化学结构特性，在共价键或非共价键的作用下，实现自我愈合损伤，恢复材料的原有性质和特点。在应用上，本征修复更为快速和有效，是发展自修复的更为有效的手段之一。氢键由于其特殊的方向性、饱和性和可逆性，常用于合成具有不同机械强度的超分子体系，从超分子凝胶到高强度的橡胶皆可制备。将弱的氢键引入多相聚合物中，既保持了聚合物高的力学强度，又保证了自修复的性能，这种方法被广泛采用且效果显著。同时，含氢键的聚合物制备工艺简单，成本低。更重要的是氢键可使聚合物呈现超分子结构，表观分子量急剧增加，具有高粘性的特点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于氢键的聚酰亚胺自修复材料及其制备方法，该材料具有传统聚酰亚胺材料的强度，同时具有一定的自修复效果，为聚酰亚胺材料的推广和应用创造了非常有利的条件。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。

一种基于氢键的聚酰亚胺自修复材料及其制备方法，按照下述步骤进行：

步骤1，基于氢键自修复的软段EM的合成

将等摩尔比的2,2’-(乙烯二氧)双乙胺、二环已基甲烷-4,4'-二异氰酸酯均匀分散在有机溶剂中并进行反应，以得到具有氢键自修复的软段EM分散液

在步骤1中，选择在惰性保护气体氛围中进行反应，反应温度为-10—0℃，反应时间为1—10小时。

在步骤1中，惰性保护气体氛围为氮气、氦气或者氩气，反应温度为-10—-5℃，反应时间为5—8小时。

在步骤1中，有机溶剂为N，N—二甲基乙酰胺、N，N—二甲基甲酰胺或者四氢呋喃，状态为超干状态，即在有机溶剂中不含水。

步骤2，聚酰胺酸的合成

将等摩尔比的2，2’-(乙烯二氧)双乙胺和4，4—二氨基二苯醚均匀分散在有机溶剂中并进行反应，以得到聚酰胺酸

在步骤2中，选择在惰性保护气体氛围中进行反应，反应温度为-10—0℃，反应时间为5—15小时。