[发明专利]利用超分子添加剂改性热固性高分子材料的方法及其应用

说明书

本发明涉及功能高分子材料改性技术领域，具体涉及一种利用超分子添加剂改性热固性高分子材料的方法及其应用。本发明在热固性高分子材料合成过程中的预聚体形成前阶段加入超分子添加剂，可以将超分子添加剂插入到热固性高分子主链上，利用超分子添加剂的动态性使得交联高分子网络在适当的条件下能够解离和重组，从而实现网络重排，赋予热固性高分子可回收性，同时可以控制生产成本，具有较高的实际应用性。

技术领域

本发明涉及功能高分子材料改性技术领域，具体涉及一种利用超分子添加剂改性热固性高分子材料的方法及其应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

热固性塑料由于具有优异的力学性能、尺寸稳定性和耐化学腐蚀性，在航空航天、军事和建筑材料等高性能要求的应用中受到广泛关注。然而，大多数热固性塑料不可避免地会被焚烧或填埋，造成环境污染、资源浪费和经济损失。其内在原因是热固性材料的分子网络是通过共价键永久交联，一旦形成，几乎不会改变。原则上，处理热固性塑料污染的方法很多，如酸和碱处理、高压放电、生物降解、使用强酸催化剂等等。但上述方法无论在效果上还是成本上都不尽如人意，难以被业界广泛接受。

因此提高热固性塑料的再回收利用率同时又不破坏其优良性能迫在眉睫，解决这一难题有助于发展循环经济，实现可持续发展的目标。实际上，适当的分子设计可以赋予交联聚合物网络动态性，从而使热固性塑料具有再加工能力。这种方法不会显著增加成本，已成为热固性塑料再加工最可行的方法之一。

发明人研究发现，虽然现有技术公开了一些聚合物，通过生成新的-C＝N-键，来增强聚合物的粘附性、自修复和可回收性，但是制备过程复杂，需要严格控制-C＝N-键生成的条件。还有一些技术在热固性塑料中同时引入-C＝N-键和超分子，但是发明人发现，这些方案需要考虑超分子和-C＝N-键的配合关系，避免二者发生拮抗作用，影响热固性塑料的强度、耐介质性与可回收性。

发明内容

为了解决传统热固性高分子材料因回收成本过高或回收效果较差产生堆积而对环境造成污染，以及如何赋予热固性高分子材料一定的可回收能力同时又不损失其优良性能的问题，本发明提出一种利用超分子添加剂改性热固性高分子材料的方法及其应用。将超分子添加剂插入到热固性高分子主链上，利用超分子添加剂的动态性使得交联高分子网络在适当的条件下能够解离和重组，从而实现网络重排，赋予热固性高分子可回收性，同时可以控制生产成本，具有较高的实际应用性。

具体地，本发明是通过如下所述的技术方案实现的：

本发明第一方面，提供一种利用超分子添加剂改性热固性高分子材料的方法，包括：在热固性高分子材料合成过程中的预聚体形成前阶段加入超分子添加剂。

本发明第二方面，提供一种利用超分子添加剂改性热固性高分子材料的方法制备获得的超分子添加剂改性热固性高分子材料。

本发明第三方面，提供一种超分子添加剂改性热固性高分子材料在高机械强度、耐高温、耐溶剂、可回收材料领域中的应用。

上述一个或多个技术方案具有以下有益效果：

1)由于采用上述技术方案，本发明基于热固性高分子材料原有生产工艺引入超分子添加剂，实现了热固性高分子材料的改性。

2)如果将超分子添加剂接枝到热固性高分子材料的侧链上，侧链间形成类似共价键的四重氢键体系，促使高分子形成网络状超分子结构，从而使材料具有热塑性高分子良好再加工性，但由于超分子作用力较弱，但是该种接枝方法会显著降低材料的强度。因此本发明一些技术方案直接将超分子添加剂接枝到热固性高分子材料的主链上，超分子添加剂的动态性使得交联高分子网络在适当的条件下能够解离和重组，从而实现网络重排，在不损失其强度和化学耐受性的前提下，赋予热固性高分子可回收性。