[发明专利]一种可逆粘合聚多硫化物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可逆粘合聚多硫化物及其制备方法，属于高分子材料技术领域。聚多硫化物的制备方法，包括以下步骤：将双（N‑磺酰基氮杂环丙烷）单体与单质硫混合于有机溶剂中，在有机碱催化下发生逐步加成聚合反应，沉淀分离得到聚多硫化物。本发明的聚多硫化物的主链重复单元中含有磺酰胺基团和可逆多硫键基团，磺酰胺基团增加了内聚力，使其粘合强度得到提高，共价多硫键具备可逆性能，使得该聚合物拥有较为优异的可逆粘合性能，可重复粘合及回收再利用。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种可逆粘合聚多硫化物及其制备方法。

背景技术

粘合剂是将不同材料的物体表面相连在一起的天然或合成类物质。随着科技的进步，粘合剂在新能源、航天航空、电子电器、交通运输、医疗卫生等领域的应用不断拓展，由此对粘合剂的性能也提出了新的要求。例如，在很多工业产品的实际应用当中，需要选择性拆除、回收或修理某些部件（射频标签、电子芯片、电子线路板、碳纤维车架等），具有高强度和可逆粘合-脱粘合能力的粘合剂在这些特定场景的应用至关重要。然而，传统反应固化胶通常只具有一次粘合的性能，不具备按需剥离和可逆粘合的特点，无法满足实际的使用需求。为了使粘合剂同时具备高粘合强度和可逆粘合的性质，粘合剂必须具备良好的流动性使粘合界面处的接触面积最大化，并且还需赋予其按需脱粘合的特性。目前，在聚合物中引入（光或热）响应性基团或者动态可逆键（D-A加成、蒽键、二硫键）是构建可逆粘合剂的主要方法。然而，已开发的可逆粘合剂面临粘合强度低、实现可逆粘合的条件苛刻（例如UV光穿透性有限、加热温度高等）、制备步骤繁琐等挑战。因此，针对粘合剂的结构和性能进行设计，简便、高效制备高强度、温和条件下可逆循环使用的粘合剂具有重要的应用价值。

在当前商业化应用的众多粘合剂中，聚多硫化物是一类较为特殊的粘合剂，其具备优异的耐化学性、耐溶剂性、低温柔韧性和耐候性，因此被广泛用于钢铁、铝、混凝土和汽车用粘合剂。聚多硫化物与合适的材料固化后，形成的三维网络由大量二硫键组成。由于二硫键在中等温度下能进行可逆交换反应，这使得以聚多硫化物为基础的材料能够在压力下释放应力，并自行修复裂纹或划痕等物理损伤。尽管该类型粘合剂具备循环使用的功能，但环氧聚多硫化物与多硫醇化物固化时间较长，且固化后粘合强度有限。此外，含二硫键的聚多硫化物的制备方法需要使用多硫化钠为原料，制备过程中会产生大量无机废物。因此，亟需发展绿色、简便的聚多硫化物的制备方法，将有利于扩大其在粘合剂领域的应用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种可逆粘合聚多硫化物及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，本发明的聚合反应条件温和、工艺简单、无副产物生成。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明的技术方案之一：一种可逆粘合聚多硫化物，所述聚多硫化物的主链重复单元中同时包含磺酰胺和多硫键连接基团。

进一步地，所述聚多硫化物的结构式选自以下任意一种：

式（Ⅰ）；

式（Ⅱ）；

式（Ⅲ）；

式（Ⅳ）；

式（Ⅴ）；

式（Ⅵ）；

式（Ⅶ）；

其中，x为0~10，n为正整数。

本发明的技术方案之二：一种上述可逆粘合聚多硫化物的制备方法，包括以下步骤：