[发明专利]一种共价适应性网络DOU-CANs及其制备方法

说明书

本发明涉及一种共价适应性网络DOU‑CANs及其制备方法，以包含二甲基乙二肟‑氨基甲酸酯交联剂可与乙烯基单体的原料，通过聚合获得。与常规塑料相比，DOU‑CANs具有出色的热和机械性能，高的可再加工性和透明度，以及更高的抗蠕变性和耐溶剂性，适合工业生产。

技术领域

本发明属于聚合物网络及其制备方法领域，特别涉及一种共价适应性网络DOU-CANs及其制备方法。

背景技术

聚合物在许多重要领域得到广泛使用。高分子材料通常根据其结构差异分为热塑性塑料和热固性塑料，这两类材料各有特点，难以调和。不具有交联结构的热塑性塑料易于加工和回收，但通常具有有限的机械强度，较低的结构热稳定性和较低的耐溶剂性。具有交联网络的热固性塑料表现出改善的特性。然而，由于热固性塑料在加热后流动性差，因此难以加工和回收，这导致大量浪费和环境污染。现在的最新进展允许将热固性塑料转化为其原始单体，然后将其用于再制造。但是，在单体回收过程中强酸和强碱的使用阻止了该方法的大规模使用。为了克服这个问题，已经开发了具有共价适应性网络(CANs)的聚合物，它们构成了新型的热塑性“热固性”聚合物。

CANs是一类基于动态共价键交换的聚合物网络，动态共价键是通过“解离”或“缔合”过程发生的。在使用温度下，键交换停止，并且材料的性能类似于永久交联的热固性材料。但是，在升高的温度下，键交换加速，网络可以像未交联的热塑性塑料一样流动。因此，具有CANs的聚合物具有良好的机械性能以及热固性材料所表现出的耐化学性。同时展现出热塑性塑料的可再加工性和可回收性。Wudl及其同事在2001年率先报告了与Diels-Alder加合物交联的热修复网络。从那时起，已经使用一系列动态化学方法开发了各种类型的CANs，例如酯交换，氨基甲酰化，氨基转移，亚胺，二硫键和二酮烯胺交换等。使用乙烯基单体形成的聚合物占每年生产的3.5亿吨的65％以上。因此，确保这些聚合物包含CANs非常重要。然而，由于合成CANs的困难，该方向的进展缓慢。

目前，由乙烯基单体生产的大多数CANs(乙烯基CANs)都需要复杂的多步合成反应，包括单体的预官能化以及聚合后的修饰过程。特别是，所有先前报道的乙烯基CANs都需要在聚合步骤中使用大量的溶剂，例如二恶烷，茴香醚和甲苯。这极大地使过程复杂化，同时增加了成本和环境影响。另外，许多乙烯基CANs颜色较深或不透明，它们的外观和光学性能的恶化会大大限制其在现实世界中的适用性。本发明克服现有的问题，提出了一种无溶剂法制备乙烯基CANs的方法，且所制备的乙烯基CANs具有无色透明的特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种共价适应性网络DOU-CANs及其制备方法，克服现有技术处理工艺复杂、生产成本高等缺陷，本发明中动态二甲基乙二肟-氨基甲酸酯DOU交联剂与乙烯基单体进行本体聚合。

本发明的一种如下通式所示的乙烯基共价适应性网络：

其中X为乙烯基单体单元中的一种或几种，其中m、n、x、y的值各自独立，范围为1-100000。

进一步地，所述m、n、x、y的值各自独立的正整数，范围为1-10000。

所述乙烯基共价适应性网络以包含动态二甲基乙二肟-氨基甲酸酯(DOU)交联剂、引发剂、乙烯基单体的原料，通过本体聚合获得。

所述动态二甲基乙二肟-氨基甲酸酯交联剂结构式为：

引发剂为2,2'-偶氮双(2-甲基丙腈)(AIBN)；

所述乙烯基单体为能溶解DOU交联剂的乙烯基单体。

进一步，所述乙烯基单体为甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸甲酯、苯乙烯中的一种或几种。

所述乙烯基单体与DOU交联剂的物质的量的比为1000:1～50:1，引发剂用量为乙烯基单体质量的0.05％～1％。

所述具体为：