[发明专利]一种自修复材料的制备方法及该自修复材料的应用

说明书

本发明提供了一种种自修复材料的制备方法及该自修复材料的应用。该制备方法包括如下步骤：以双(3‑氨基丙基)封端的聚(二甲基硅氧烷)作为聚合物基体，以2,6‑吡啶二羰基二氯化物以及4,4'‑亚甲基双(环己基异氰酸酯)作为间隔基，反应获得化学式为PDMS‑PU_x‑PA_1‑x的低聚物，其中，0＜x＜1；将所述低聚物和氯化锌进行混合，以获得化学式为PDMS‑PU_x‑PA_1‑x‑Zn的第一自修复材料。根据本发明的实施例，以聚二甲基硅氧烷的硅氧链为基体，通过扩链引入了离子络合与氢键的双重交联作用，合成出了具有高拉伸性能和优异自修复性能的自修复材料。

技术领域

本发明涉及自修复材料领域，尤其涉及一种自修复材料的制备方法及该自修复材料的应用。

背景技术

随着科技的进步，柔性可拉伸电子器件例如电子皮肤、电子显示屏、超级电容器、健康监测传感器等等在可穿戴电子设备方面有着巨大的应用前景。然而传统的电源没有办法满足柔性电子设备的需求，因为传统电源例如锂离子电池、铅蓄电池等等没有拉伸性而且使用寿命有限，对环境也有污染。近年来，摩擦纳米发电机因为它们的高效性、可拉伸性、环境友好性而吸引了广泛的关注，并有望解决柔性电源的问题。

然而，将摩擦纳米发电机用作电源时，会发生诸如断裂和磨损之类的损坏。在接触分离模式下，摩擦纳米发电机将面临拍打甚至拉伸，这可能导致摩擦层和电极层断裂。在接触滑动模式下，摩擦纳米发电机在长时间连续摩擦后会磨损，这可能导致摩擦层甚至电极层的磨损。这种不可恢复的损坏可能导致整个设备损坏并影响电学输出性能。将具有自修复性能的材料应用到摩擦纳米发电机中是一种有效的方法，将其作为电极或者摩擦层，可以使得摩擦纳米发电机在损坏后实现自我修复，而不需要额外的重新拆解、组装步骤。

现有技术中的具有自我修复功能的用于柔性电子器件的自修复材料的修复时间较长、修复效率较低，甚至需要在额外进行如辐射、加热、喷水等外部处理才可以具有修复功能。并且，现有的自修复材料的拉伸性能较低，很难真正用在摩擦纳米发电机上。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种可以在室温下且无需任何外部处理即可实现自我修复过程，且高拉伸性能的第一自修复材料。

本发明的一个进一步的目的在于缩短第一自修复材料的自修复时间以及自修复的效率，以及进一步提高第一自修复材料的拉伸性能。

特别地，本发明提供了一种自修复材料的制备方法，包括如下步骤：

以双(3-氨基丙基)封端的聚(二甲基硅氧烷)作为聚合物基体，以2,6-吡啶二羰基二氯化物以及4,4'-亚甲基双(环己基异氰酸酯)作为间隔基，反应获得化学式为PDMS-PU_x-PA_1-x的低聚物，其中，0＜x＜1；

将所述低聚物和氯化锌进行混合，以获得化学式为PDMS-PU_x-PA_1-x-Zn的第一自修复材料。

可选地，所述第一自修复材料的化学式中，x＝0.8、0.6、0.4或0.2。

可选地，以双(3-氨基丙基)封端的聚(二甲基硅氧烷)作为聚合物基体，以2,6-吡啶二羰基二氯化物以及4,4'-亚甲基双(环己基异氰酸酯)作为间隔基，反应获得化学式为PDMS-PU_x-PA_1-x的低聚物，包括如下步骤：

将所述双(3-氨基丙基)封端的聚(二甲基硅氧烷)、三乙胺以及二氯甲烷进行混合，并进行第一次搅拌；

加入所述2,6-吡啶二羰基二氯化物以及所述4,4'-亚甲基双(环己基异氰酸酯)，在进行第二次搅拌和第三次搅拌后加入甲醇终止反应；