CN109206570B - 一种柔性物理分相超分子动态聚合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其中含有柔性嵌段聚合物分子,所述的柔性嵌段聚合物分子含有至少两个可以形成互不相容软相的嵌段,其中至少一个所述嵌段中含有至少一种可形成链间超分子交联的超分子作用基团/单元;所获得的动态聚合物或其组成具有良好的韧性、能量耗散性和自修复性等性能,在运动和日常生活与工作的身体防护、军警身体防护、防爆、空降和空投防护、汽车防撞、电子材料抗冲击防护、自修复性密封件、密封胶以及韧性弹性体等方面具有广泛应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能材料,具体涉及一种含有物理分相交联和动态超分子作用的柔性 动态聚合物。
背景技术
随着科学技术的发展,一些柔性设备的开发和使用引起广泛的关注,如可折叠的柔性 电子屏,用于可形变的柔性穿戴设备等。而这些柔性设备无论在实验室中理念上的实现还 是工业化之后大规模的生产制造都需要使用大量的柔性材料,如柔性衬底、柔性基材、柔 性填充物、柔性封装材料等。与此同时,为了满足不同的应用需求,需要性能丰富各异的 柔性材料,如自修复性、耐冲击性、减震性、可折叠性、高形变性、生物相容性、防水性等,而这些是现有技术中难以实现的。因此,需要发展新型的柔性动态聚合物,以填补现 有技术中的空白。
发明内容
本发明针对上述背景,提供了一种新型的柔性物理分相超分子动态聚合物,其中含有 柔性嵌段聚合物分子,所述的柔性嵌段聚合物分子含有至少两个可以形成互不相容软相的 嵌段,其中至少一个所述嵌段中含有至少一种可形成链间超分子交联的超分子作用基团/ 单元。所获得的动态聚合物或其组成可具有良好的自修复性、耐冲击性、能量耗散性、韧 性、剪切增稠性和蠕变性等性能,可以广泛应用于生物医用材料、军事、航空航天、能源、 建筑、运动、生活、休闲、生产等领域,满足不同的应用需求。
本发明可通过如下技术方案予以实现:
一种柔性物理分相超分子动态聚合物,所述的柔性动态聚合物中含有柔性嵌段聚合物 分子,所述的柔性嵌段聚合物分子含有至少两个可以形成互不相容软相的嵌段,其中至少 一个所述嵌段中含有至少一种可形成链间超分子交联的超分子作用基团或单元。
在本发明的一种实施方式中,所述的超分子作用至少选自金属-配体作用、氢键作用、 卤键作用、π-π堆叠作用、离子作用、离子-偶极作用、偶极-偶极作用、亲金属相互作用、离子氢键作用、自由基阳离子二聚作用、主体-客体作用。
在本发明的一种实施方式中,所述的柔性嵌段聚合物分子仅含有嵌段A和嵌段B两种 嵌段,其中嵌段A中含有至少一种可形成链间超分子交联的超分子作用基团或单元,所述 的柔性嵌段聚合物分子至少具有下各式中所述结构的一种或任几种的组合:
其中,式(1A)为直链结构,n为A类型嵌段-B类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;
式(1B)为直链结构,且两端段为A类型嵌段,n为A类型嵌段-B类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;
式(1C)为直链结构,且两端段为B类型嵌段,n为A类型嵌段-B类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;
式(1D)为支化结构,x为连接在B类型嵌段B上的A类型嵌段分支链单元的数量;n为A类型嵌段-B类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;y为连接在B类型嵌段B上A 类型嵌段-B类型嵌段分支链单元的数量;x、y大于等于0,且x、y之和大于等于3;
式(1E)为支化结构,x为连接在B类型嵌段B上的A类型嵌段分支链单元的数量;n为A类型嵌段-B类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;y为连接在B类型嵌段B上A 类型嵌段-B类型嵌段交替并且以A类型嵌段为端段的分支链单元的数量;x、y大于等于0, 且x、y之和大于等于3;
式(1F)为支化结构,x为连接在A类型嵌段A上的B类型嵌段分支链单元的数量;n为B类型嵌段-A类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;y为连接在A类型嵌段A上B 类型嵌段-A类型嵌段分支链单元的数量;x、y大于等于0,且x、y之和大于等于3;
式(1G)为支化结构,x为连接在A类型嵌段A上的B类型嵌段分支链单元的数量;n为B类型嵌段-A类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;y为连接在A类型嵌段A上B 类型嵌段-A类型嵌段交替并且以B类型嵌段为端段的分支链单元的数量;x、y大于等于0, 且x、y之和大于等于3;
式(1H)为环状结构,n为A类型嵌段-B类型嵌段交替单元的数量,其大于等于1。
在本发明的一种实施方式中,所述的柔性嵌段聚合物分子的嵌段的主链选自碳链结 构、碳杂链结构、碳元素链结构、元素链结构、元素杂链结构、碳杂元素链结构。
在本发明的一种实施方式中,所述的柔性嵌段聚合物分子中的各个嵌段的玻璃化转变 温度均不高于25℃。
在本发明的一种实施方式中,所述的柔性嵌段聚合物分子中含有可形成至少两个系列 的超分子交联的超分子作用基团或单元;其中,所述的超分子作用选自以下组合:离子作 用和氢键作用,离子-偶极作用和氢键作用,π-π堆叠作用和氢键作用,卤键作用和氢键 作用,偶极-偶极作用和氢键作用,离子作用和离子-偶极作用,离子作用和金属-配体作用,离子-偶极作用和金属-配体作用,离子作用、离子-偶极作用和金属-配体作用,主体 -客体作用和氢键作用,主体-客体作用和离子作用,主体-客体作用和离子-偶极作用,主体-客体作用和离子氢键作用,主体-客体作用和金属-配体作用,π-π堆叠作用和亲金属 作用,π-π堆叠作用和金属-配体作用,离子-偶极作用和偶极-偶极作用,氢键作用和金 属-配体作用,离子作用、离子-偶极作用和偶极-偶极作用。
在本发明的一种实施方式中,所述的柔性嵌段聚合物分子中含有至少一种可形成链间 动态性超分子交联的超分子作用基团或单元。
在本发明的一种实施方式中,所述的柔性动态聚合物具有以下任一性状:普通固体、 弹性体、凝胶、泡沫、流体。
在本发明的一种实施方式中,构成所述柔性动态聚合物的配方组分还包括以下任一种 或任几种可添加物或可使用物:其他聚合物、助剂、填料、溶胀剂。其中,所述的其他聚合物选自以下任一种或任几种:天然高分子化合物、合成高分子化合物;所述的助剂选自以下任一种或任几种:催化剂、引发剂、抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂、分散剂、乳化 剂、阻燃剂、增韧剂、偶联剂、溶剂、润滑剂、脱模剂、增塑剂、增稠剂、触变剂、流平 剂、着色剂、荧光增白剂、消光剂、抗静电剂、脱水剂、杀菌防霉剂、发泡剂、助发泡剂、 成核剂、流变剂;所述的填料选自以下任一种或任几种:无机非金属填料、金属填料、有 机填料;所述的溶胀剂选自以下任一种或任几种:水、有机溶剂、离子液体、齐聚物、增 塑剂。
在本发明的一种实施方式中,所述的动态聚合物应用于以下材料或制品:自修复性涂 层、自修复性密封材料、自修复性封堵胶、自修复性导电胶、韧性材料、韧性弹性体材料、 柔性材料、保温材料、形状记忆材料、力传感器、玩具、玩具填充物、吸能材料。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)在本发明中,本发明的动态聚合物所含有的嵌段聚合物分子中各嵌段均为柔性 链段,在不存在外力的热力学平衡状态下,柔性链段自然蜷曲有丰富的构象,链与链之间 的解缠绕、滑移、伸展可以使聚合物快速调整以适应外界的变化,快速耗散外界的能量,并且可以实现较大的形变。相应地,本发明的动态聚合物种仅含有软相,不同软相间的协同作用,可以进一步增强柔性聚合物快速耗散能量和大形变的优势,更适用于对人体软组织和关节、灵敏电子元器件、在冲撞之下易燃易爆物的接触、隔离和保护。通过对各软相 聚合物链段的合理选择,还可以实现包括但不限于亲水性、疏水性、亲油性、疏油性、生 物相容性、自粘性、低摩擦性等特殊性能或多种特殊性能的结合。
(2)本发明的动态聚合物中含有至少一种可形成链间超分子交联的超分子作用基团 /单元。由于链间超分子交联作用的存在,当超分子作用体现动态性时,嵌段聚合物分子在链间运动的过程中可以实现超分子作用的断裂和重组,其断裂可以达到进一步增强能量耗散的目的,其重组体现为良好的自修复性;而当超分子作用体现其非动态性时,链间超分子交联可以起到交联点的作用,为动态聚合物提供弹性,并提供尺寸稳定性。此外,当 链间超分子交联仅由动态性超分子作用形成时,动态聚合物体现蠕变性,并在冲击下具有 剪切增稠性。同时由于超分子作用的可逆性,材料也具有良好的加工性能,便于回收、再 次加工利用,使得聚合物材料具有更宽广的应用范围和更长久的使用寿命,这在现有的聚 合物体系中是无法实现的。
(3)本发明的动态聚合物中的超分子作用除具有通常含有超分子作用聚合物普遍具 有的动态性、自修复性、可重复加工性以外,还存在多种其他性能:如卤键作用、部分氢键作用的方向性,阳离子-π作用、阴离子-π作用、主体-客体作用中对小分子/离子/基 团的可控选择性和可控识别性,苯-氟苯作用、π-π堆叠作用的有序性,离子作用(正负 离子对作用)、离子-偶极作用、离子氢键作用的pH、浓度敏感性、导电性,亲金属相互 作用、自由基阳离子二聚作用、金属-配体作用的特殊光电性等特性,可以根据需求合理 选用超分子作用基团/单元进行分子设计。
(4)本发明的动态聚合物其组分结构丰富,性能多样,可调控性强。通过控制作为原料的化合物的分子结构、官能团数、分子量等参数,可制备出具有不同表观特征、性能 可调、用途广泛的动态聚合物。例如,通过控制作为原料的化合物的官能团数和其他反应 性基团数,可以制备出具有不同拓扑结构的动态聚合物,从而制备出具有不同性能的聚合 物材料;选择两种或两种以上相互协同或者正交的超分子作用,从而提供丰富的性能。
(5)本发明的动态聚合物可以同时含有两种或两种以上的超分子作用,通过合理的 选择设计,可以得到丰富的性能。如将主体-客体作用与其他超分子作用结合,可以增强小分子/离子/基团的可控选择性和可控识别性;将几种含有离子基团的超分子作用相结合,可以增强动态聚合物的导电性;将不同强度的超分子作用相结合,可以得到动态性层次丰富的动态聚合物;将相互正交的超分子作用结合,可以得到对不同外界刺激做出不同响应的动态聚合物;将相互协同的超分子作用结合,可以得到力学性能更稳定的动态聚合物;将动态性与非动态性超分子作用相结合,可以得到动态聚合物弹性体。
参考下述实施方式说明、实施例和所附权利要求书,本发明的这些和其他特征以及优 点将变得显而易见。
具体实施方式
本发明涉及一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其中含有柔性嵌段聚合物分子,所 述的柔性嵌段聚合物分子含有至少两个可以形成互不相容软相的嵌段,其中至少一个所述 嵌段中含有至少一种可形成链间超分子交联的超分子作用基团/单元(以下简称“超分子 基团/单元”)。
为了说明的简明性,在本发明的说明书中,利用连接词“和/或”来表示所述的术语可以包含选自连接词“和/或”之前所述的选项,或者选自连接词“和/或”之后所述的选 项,或者同时选自连接词“和/或”之前和之后所述的选项这三种情况。
本发明中,用于描述不同结构的量词“种”、“类”、“系列”中系列的范围大于类, 类的范围大于种,即一个组可以有很多系列,一个系列可以有很多类,一类可以有很多种。 即使所述的超分子作用具有同一种基元结构,但因为连接基、取代基、异构体等不同,也 可能导致其性能的差异。在本发明中,通常将具有同一种基元结构的超分子视为同一种结 构;若因连接基、取代基、异构体等不同而导致性能的差异,仍视为同一种结构。本发明 可以根据需要进行合理的设计、选择和调控,获得最佳的性能,这也是本发明的优势。在 本发明中,优选使用不同系列的结构,以便更好地进行正交性调控。
本发明中所述的“聚合”反应/作用为链的增长过程/作用,也即通过分子间反应/作 用(包括共价化学反应和超分子作用)形成直链、支化、环、二维/三维团簇、三维无限 网络结构的聚合物。
本发明中所用术语“交联”反应/作用,指的是分子间和/或分子内通过共价键和/或 超分子作用形成具有三维无限网状型产物的过程。在交联过程中,聚合物链一般先在二维 /三维方向不断增长,逐步形成团簇(可以是二维或者三维),再发展为三维无限网络。因此,交联可以视为聚合的一种特殊形式。在交联过程中,刚好达到一个三维无限网络时的交联度,称为凝胶点,也称为渗滤阈值。处于凝胶点以上(含,下同)的交联产物,其 具有三维无限网络结构,交联网络构成一个整体并横跨整个聚合物结构;处于凝胶点以下 的交联产物,其仅为稀松的链间链接结构,并未形成三维无限网络结构,并不属于横跨整 个聚合物结构的能够构成一个整体的交联网络。除非特别说明,本发明中的交联结构仅包 含凝胶点以上三维无限网络结构,非交联结构则包含凝胶点以下的二维/三维团簇结构和 交联度为零的线型和非线型结构。
在本发明中,所述的“聚合物主链”,如非特别说明,指的是在聚合物结构中具有最多链节数的链。所述的“侧链”,指的是在聚合物结构中同聚合物主链骨架/交联网络链 骨架相连接而分布在其骨架旁侧的分子量超过1000Da的链结构;其中,所述的支链、分 叉链指的是从聚合物主链骨架/交联网络链骨架或其他任意链分叉出来的分子量超过1000 Da的链结构;为简单起见,侧链、支链、分叉链的分子量超过1000Da时,如非特别说明, 则统一称为侧链。其中,所述的“侧基”,指的是在聚合物结构中同聚合物主链骨架/交 联网络链骨架相连接而分布在主链骨架旁侧的分子量不高于1000Da的化学基团和分子量 不高于1000Da的短侧链。对于侧链和侧基,其可具有多级结构,也即侧链可以继续带有 侧基和侧链,侧链的侧链可以继续有侧基和侧链,其中的侧链也包括支链和分叉链等链结 构。其中,所述的“端基”,指的是在聚合物结构中同聚合物链骨架相连接而位于链骨架 末端的化学基团;本发明中,特定情况下侧基也可以有端基。
本发明中,所述的超分子作用包括但不仅限于以下系列:金属-配体作用、氢键作用、 卤键作用、π-π堆叠作用、离子作用(正负离子对作用)、离子-偶极作用、偶极-偶极 作用、亲金属相互作用、离子氢键作用、自由基阳离子二聚作用、主体-客体作用。所述 的超分子作用可以是在动态聚合物的正常使用过程中不发生解离/断裂的非动态超分子作 用,其通常在材料工作温度且不施加外力等情况下不可以发生动态解离和生成相互转换的 动态行为;也可以是在动态聚合物的正常使用过程中具有动态性的动态超分子作用,其通 常在材料工作温度且不施加外力等情况下即可以发生动态解离和生成相互转换的动态行 为;所述材料工作温度通常不高于60℃,优选不高于25℃。在极端情况下,如高温、强 竞争性配体、强机械力等作用下非动态超分子作用也可发生解离/断裂。本发明中,所述 的相互正交的超分子作用,指的是当存在两种或两种以上超分子作用时(优选不同类型, 更优选不同系列),这些超分子作用彼此之间的形成、解离和其他响应相互不影响;所述 的相互协同的超分子作用,指的是当存在两种或两种以上超分子作用时,这些超分子作用 中的一种的形成和/或解离和/或其他响应会触发其他超分子作用的形成和/或解离和/或 其他响应,或与其他超分子作用的形成和/或解离和/或其他响应同时发生,并产生比各种 超分子作用线性叠加更大的效果。
在本发明的实施方式中,所述的柔性嵌段聚合物分子,其含有嵌段的总数大于等于2, 其中至少两个嵌段可以形成互不相容的软相,即当仅含有两个嵌段时,所述两个嵌段形成 互不相容的软相;当含有三个及三个嵌段时,除其中至少两个嵌段可以形成互不相容的软 相,其余嵌段可以与其他嵌段形成相容或者互不相容的软相。所述柔性嵌段聚合物分子中 至少一个所述嵌段中还含有至少一种可形成超分子作用的基团/单元(以下简称“超分子 基团/单元”),所述嵌段在所述超分子作用形成之前即产生分相或在所述超分子作用形 成之后产生分相或分相的转变。所述分相的转变包括但不仅限于从相容转变为不相容、从 不相容转变为相容、从一种相结构转变为另一种相结构。在本发明中,所述柔性嵌段聚合 物分子不形成硬相。所述硬相指的是该相结晶和/或玻璃化转变温度高于材料的工作温度, 优选高于25℃;所述软相指的是该相为无定型且玻璃化转变温度不高于材料的工作温度, 优选不高于25℃。所述软相之间的相分离可以形成分相物理交联和/或聚合。所述的物理 聚合使聚合物链增长(包括交联);所述的物理交联使聚合物具有类似共价交联后的交联 物理性质,作为举例,包括但不限于表观分子量增大、弹性增强或减弱、尺寸稳定性增强、 力学强度提高中的任一种或任几种。
在本发明中,在生成所述的柔性嵌段聚合物分子时(在以所述的可形成链间超分子交 联的超分子作用基团/单元形成最终的动态聚合物之前),同一柔性嵌段聚合物分子的不 同嵌段之间可通过共价键以及可选的超分子作用相连,同一嵌段内的链段/链单元之间也 可以通过共价键以及可选的超分子作用相连;如果仅以共价键相连则不存在三维无限网络 结构。各嵌段可以是均聚物或共聚物。不同位置的可以相容的嵌段其化学组成、分子量、 拓扑结构、空间构型等可以相同也可以不同。
在本发明的实施方式中,所述的柔性嵌段聚合物分子中各嵌段的链拓扑结构没有特别 的限定,包括但不仅限于直链结构、支化结构(包括但不限于星状、H型、树枝状、梳状、超支化)、环状结构(包括但不限于单环、多环、桥环、索环、轮环)、二维/三维团簇 结构、凝胶点以上的交联颗粒结构及其中任两种或任几种的组合,优选为直链和支化结构。 所述的柔性嵌段聚合物分子本身的链拓扑结构也没有特别的限定,包括但不仅限于直链结 构、支化结构(包括但不限于星状、H型、树枝状、梳状、超支化)、环状结构(包括但 不限于单环、多环、桥环、索环、轮环)、二维/三维团簇结构及其中任两种或任几种的 组合,优选为直链和支化结构。在本发明的实施方式中,所述的动态聚合物可以仅含有一 种拓扑形态的所述柔性嵌段聚合物分子,也可以是有多种拓扑形态的所述柔性嵌段聚合物 分子的混合物;其组成中的其他聚合物和原料成分中可以是仅有一种拓扑形态的聚合物, 也可以是有多种拓扑形态的聚合物的混合物。
以一种仅含有嵌段A和嵌段B两种嵌段的所述柔性嵌段聚合物分子作为例子,其中嵌 段A中含有至少一种可形成链间超分子交联的超分子作用基团/单元,可以举出如下式(1A) -(1H)所示的本发明的所述嵌段聚合物分子一些优选结构,但本发明不仅限于此:
其中,式(1A)为直链结构,n为A类型嵌段-B类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;优选n大于等于1;
式(1B)为直链结构,且两端段为A类型嵌段,n为A类型嵌段-B类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;优选n为0;
式(1C)为直链结构,且两端段为B类型嵌段,n为A类型嵌段-B类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;优选n大于等于1;
式(1D)为支化结构,x为连接在B类型嵌段B上的A类型嵌段分支链单元的数量;n为A类型嵌段-B类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;y为连接在B类型嵌段B上A 类型嵌段-B类型嵌段分支链单元的数量;x、y大于等于0,且x、y之和大于等于3;
式(1E)为支化结构,x为连接在B类型嵌段B上的A类型嵌段分支链单元的数量;n为A类型嵌段-B类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;y为连接在B类型嵌段B上A 类型嵌段-B类型嵌段交替并且以A类型嵌段为端段的分支链单元的数量;x、y大于等于0, 且x、y之和大于等于3;优选n为0,且x、y之和大于等于3;
式(1F)为支化结构,x为连接在A类型嵌段A上的B类型嵌段分支链单元的数量;n为B类型嵌段-A类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;y为连接在A类型嵌段A上B 类型嵌段-A类型嵌段分支链单元的数量;x、y大于等于0,且x、y之和大于等于3;优 选y大于等于1,且x、y之和大于等于3;
式(1G)为支化结构,x为连接在A类型嵌段A上的B类型嵌段分支链单元的数量;n为B类型嵌段-A类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;y为连接在A类型嵌段A上B 类型嵌段-A类型嵌段交替并且以B类型嵌段为端段的分支链单元的数量;x、y大于等于0, 且x、y之和大于等于3;优选y大于等于1,且x、y之和大于等于3;
式(1H)为环状结构,n为A类型嵌段-B类型嵌段交替单元的数量,其大于等于1; 优选n大于等于2。
其中,更优选式(1B)中n为0的情况,以及式(1E)中n为0且x、y之和大于等 于3的情况。
此外,本发明的含有两种嵌段的柔性嵌段聚合物分子的结构还可以是上述列举的优选 结构的任意组合形式和其他的任意合适的结构;含有更多种嵌段的柔性嵌段聚合物分子的 结构可以有更多的结构,本领域技术人员可以根据本发明的逻辑和脉络给予合理地实现。
在本发明的实施方式中,所述的超分子基团/单元包括位于不同位置的骨架超分子基 团/单元、侧基超分子基团/单元和端基超分子基团/单元。所述的骨架超分子基团/单元, 是指该基团/单元中的至少一个原子直接参与构建连续的聚合物主链(包括交联和非交联) /和侧链(包括支链/分叉链);所述的侧基超分子基团/单元,是指该基团/单元上的所有 原子均在侧基上;所述的端基超分子基团/单元,是指该基团/单元上的所有原子均在端基 上。在部分情况下,端基超分子基团/单元也是骨架超分子基团/单元或侧基超分子基团/ 单元。所述骨架超分子基团/单元可以是在聚合物聚合/交联过程中生成,也即通过形成所 述超分子基团/单元而产生聚合/交联;也可以是预先生成再进行聚合/交联;优选预先生 成。所述侧基超分子基团/单元可以在聚合/交联之前、之后或过程中生成,之前或者之后 生成的数量可以比较自由地控制。
在本发明的实施方式中,在同一个所述柔性嵌段聚合物分子的含有可形成链间超分子 交联的超分子作用基团/单元的嵌段上可以存在相同或不同的所述超分子基团/单元,并且 可以在由此嵌段所形成的相中形成相同或不同的超分子作用;不同的嵌段聚合物分子的含 有可形成链间超分子交联的超分子作用基团/单元的嵌段上可以含有相同或不同的超分子 基团/单元,并在同一个或不同的相中形成相同或不同的超分子作用。所述的链间超分子 交联可以仅为动态性超分子作用,也可以仅为非动态性超分子作用,还可以是同时含有动 态性超分子作用和非动态性超分子作用。其中,优选含有至少一种动态性链间超分子交联, 其既可以是所述的链间超分子作用仅为动态超分子作用,体现动态聚合物的蠕变性和剪切 增稠性;还可以是同时含有至少一种动态性超分子作用和至少一种非动态性超分子作用, 使动态聚合物同时具有动态性和尺寸稳定性。
在本发明的实施方式中,所述的柔性嵌段聚合物分子中优选的动态性超分子基团/单 元可以是以下列形式中的任意一种或者多种组合存在于所述柔性嵌段聚合物分子的嵌段 中(但本发明不仅限于此):主链骨架超分子基团/单元、侧链/支链/分叉链骨架超分子 基团/单元、主链侧基超分子基团/单元、主链端基超分子基团/单元、侧链/支链/分叉链 侧基超分子基团/单元、侧链/支链/分叉链端基超分子基团/单元,优选以主链侧基超分子 基团/单元和/或侧链/支链/分叉链侧基超分子基团/单元的形式存在,可以在不破坏嵌段 聚合物分子拓扑结构和分相物理交联网络结构的同时充分发挥超分子作用的动态性。在本 发明的实施方式中,动态聚合物体系中选择性存在的其他聚合物或小分子化合物等成分中 合适的基团可以与位于所述的柔性嵌段聚合物分子中所述的动态性超分子基团/单元共同 形成动态性超分子作用。
需要指出的是,本发明中不排除部分所形成的超分子作用既不形成链间作用,也不形 成链内环,仅形成包括但不仅限于接枝等作用。在本发明中,当存在多个聚合物成分时, 各成分之间可以相容或不相容;当存在至少一种交联的成分时,不同成分之间可以相互分 散、相互穿插或部分穿插,但本发明不仅限于此。
在本发明中,除基于不同类型嵌段之间不相容的相构成的分相物理交联/聚合是物理 交联/聚合外,优选的动态性超分子作用产生的交联/聚合也是一种物理交联/聚合,非动 态超分子作用产生的交联/聚合也是一种物理交联/聚合。本发明涉及的物理交联/聚合具 有可逆性,即所述的物理交联/聚合在加热条件下或者良溶剂中或者其他适当刺激下,物 理交联/聚合可以发生解交联/解聚合;在冷却条件下或者不良溶剂中或者解除刺激后,物 理交联/聚合可以重新形成。这些性质可以赋予动态聚合物材料可回收性、可再加工性。
在本发明的实施方式中,所述动态聚合物中可以存在两个甚至三个或三个以上不相容 的相。在本发明的实施方式中,不同相所构成的相拓扑结构(相形态)没有限制,包括但 不限于球状、圆柱形状、螺旋状、层状及其组合形式。任何一相,可以分散在另外一相中,也可以与其他相形成互穿的双/多连续相,也可以是相互独立的连续相,也可以是上述的混合形式。优选不含所述链间超分子交联的相为连续相,含所述链间超分子交联的相为不连续相分散在连续相中,更优选不连续相以球状分散在连续相中作为分相物理交联,使所述聚合物能够更方便地具有更好的柔软性和弹性并更加适合发挥超分子作用的动态性。所述不连续相的尺寸通常不大于100微米,更优选不大于10微米,更优选不大于1微米, 最优选不大于100纳米。动态聚合物体系中的含有所述链间超分子交联的嵌段的总含量没 有特别限制,优选占总重的1%-50%之间,更优选为总重的5%-35%之间,以方便形成有效 的分相物理交联。
在本发明的实施方式中,所述的动态聚合物可以没有玻璃化转变温度,或者有一个或 多个玻璃化转变温度。其中,所述动态聚合物中柔性嵌段聚合物分子各嵌段构成的各相玻 璃化转变温度均不高于工作温度范围的下限,有利于获得柔软度高的聚合物,特别是具有 广泛用途的弹性体,优选各个嵌段的玻璃化转变温度更优选为均不高于25℃,在室温下即 可作为弹性体使用。
在本发明的实施方式中,优选可逆性的分相物理交联/聚合的动态性低于动态性超分 子作用,更优选分相物理交联/聚合的解交联/聚合温度和力学稳定性也分别高于动态性超 分子作用的解离温度和力学稳定性。
在本发明的实施方式中,各嵌段的链化学组成没有特别的限制,可以选自但不限于主 链为碳链结构、碳杂链结构、碳元素链结构、元素链结构、元素杂链结构、碳杂元素链结 构的聚合物链段。所述的碳链结构为主链骨架仅含有碳原子的结构;所述的碳杂链结构为 主链骨架同时含有碳原子和任一种或任几种杂原子的结构,其中所述杂原子包括但不仅限 于硫、氧、氮;所述的碳元素链结构为主链骨架同时含有碳原子和任一种或任几种元素原 子的结构,其中元素原子包括但不仅限于硅、硼、铝;所述的元素链结构为主链骨架仅含 有元素原子的结构;所述的元素杂链结构为主链骨架同时且仅含有至少一种杂原子和至少 一种元素原子的结构;所述的碳杂元素链结构为主链骨架同时包含碳原子、杂原子和元素 原子的结构。其中,优选碳链结构、碳杂链结构,因其结构丰富、性能优异。作为举例,所述动态聚合物的嵌段可以是基于下列聚合物链段、基团或其中任几种组合的链段,可以由合成高分子和/或天然高分子前体继续反应(包括导入端基和/或侧基活性点、导入侧基和/或侧链、接枝、扩链等)得到,也可以由单体和/或预聚物/齐聚物聚合得到,或由以 上不同方法相结合得到,但不仅限于此:丙烯酸酯类聚合物、饱和烯烃类聚合物、不饱和 烯烃类聚合物、含卤素的烯烃类聚合物、丙烯腈类聚合物、乙烯醇类聚合物、有机硅类聚 合物、醚类聚合物、酯类聚合物、生物聚酯类聚合物等的均聚物、共聚物、改性物、衍生 物等。
在本发明的实施方式中,所述的金属-配体作用中所述配体基团(以L表示)选自环戊二烯以及含有至少一个配位原子(以X表示)的结构单元。一个配位原子可以与一个或 者多个金属中心(选自包括但不仅限于金属离子、金属螯合物的金属中心、金属有机化合 物的金属中心、金属无机化合物中的金属中心,以M表示)形成一个或多个配位键,一个 金属中心也可以与一个或者多个配位原子形成一个或者多个配位键。一个配体基团与金属 中心形成的配位键的数量称为配体基团的齿数,本发明的实施方式中,同一个体系中,一 个金属中心能与一齿配体、二齿配体、三齿配体中的一种或多种配体形成金属-配体作用, 不同的配体间还可能通过金属中心连接成环,本发明因此可以有效提供种类、数量和性能 足够丰富的动态性金属-配体作用,下述通式所示结构一些给出示例,但本发明不仅限于 此:
其中,X是配位原子,M是金属中心,是环戊二烯配体,每个配体基团与金属中心所 形成的一个X-M键为一齿,式中用单键把X连接起来表示该配位原子属于同一个配体基团, 当一个配体基团中含有两个或两个以上配位原子时,X可以是相同的原子也可以是不同的 原子,选自包括但不仅限于硼、氮、氧、硫、磷、硅、砷、硒、碲;优选硼、氮、氧、硫、 磷;更优选氮、氧;最优选氮。需要说明的是,有时X以负离子形式存在。在本发明中, 优选一个配位原子仅与一个金属中心形成一个配位键,因此配体基团中含有可与同一金属 中心形成配位键的配位原子的数量即为配体基团的齿数。所述配体基团与金属中心形成的 金属-配体作用(以M-Lm表示,m表示与同一个金属中心相作用的配体基团的数量)的强弱 与配体基团上的配位原子的种类和数量、金属中心的种类以及价态和对离子等有关。
本发明的实施方式中,为了能够形成基于金属-配体作用的交联/聚合,一个金属中心 至少要能够与两个部分所述的配体基团形成金属-配体作用(即M-L2结构),除非金属中 心已经连接于聚合物上;也可以有多个配体与同一个金属中心形成金属-配体作用,其中 两个或多个配体基团可以相同或不同。一个金属中心的配位数有限,配体基团的配位原子 越多,一个金属中心能够配位的配体数量越少,基于金属-配体作用的超分子交联度就越 低;但每个配体与金属中心所形成的齿数越多配位作用越强,动态性就越低,因此本发明 中优选不超过三齿的配体基团形成动态性金属-配体作用,优选三齿以上的配体基团形成 非动态性金属-配体作用。
在本发明的实施方式中,一条聚合物链或一个动态聚合物体系中可以仅有一种配体, 也可以同时存在多种配体的任意合适的组合。所述的一种配体,指的是一种核心配体结构。 一个骨架配体、侧基配体、端基配体可以具有同一种核心配体结构,它们的不同之处在于 核心配体结构接入聚合物链或小分子等成分的连接点和/或位置不同。在本发明中,合适 的配体基团(核心配体结构)可以举例如下,但本发明不仅限于此:
一齿配体基团举例如下:
二齿配体基团举例如下:
三齿配体基团举例如下:
四齿配体基团举例如下:
多齿配体举例如下:
在本发明的实施方式中,在不影响配位性能的情况下,可以在配体基团(核心配体结 构)的任意合适位置接入聚合物链和/或基团。
在本发明的实施方式中,所述的金属中心M可以是任意合适的金属离子或化合物/螯 合物等的金属中心,其可选自元素周期表中任意一种金属的任意合适的离子形式、化合物 /螯合物形式及其组合。
所涉及的金属优选为第一副族至第七副族以及第八族中的金属。所述的第一副族至第 七副族以及第八族中的金属还包括镧系金属(即La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、 Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)和锕系金属(即Ac、Th、Pa、U、Np、Pu、Am、Cm、Bk、Cf、 Es、Fm、Md、No、Lr)。
所涉及的金属更优选为第一副族(Cu、Ag、Au)、第二副族(Zn、Cd)、第八族(Fe、 Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt)、镧系(La、Eu、Tb、Ho、Tm、Lu)、锕系(Th)。 进一步优选为Cu、Zn、Fe、Co、Ni、Pd、Ag、Pt、Au、La、Ce、Eu、Tb、Th,以获得更强 的动态性。
在本发明的实施方式中,所涉及的金属有机化合物并无限制,合适的例子可以举例如 下:
其他能够提供金属中心的合适金属有机化合物包括但不限于金属-有机笼、金属-有机 框架。此类金属有机化合物可以单独使用,或者通过合适的共价化学链接方式引入到聚合 物链的合适位置。本领域的技术人员可以根据本发明的逻辑和脉络,合理有效地实现。
在本发明的实施方式中,所涉及的金属无机化合物并无限制,优选上述金属的氧化物、 硫化物颗粒,特别是纳米颗粒。
在本发明的实施方式中,可以提供合适金属中心的金属螯合物也并无限制。优选仍然 具有配位点空缺的螯合物,或者部分配体可以被本发明的所述骨架配体所取代的螯合物。
在本发明的实施方式中,配体基团与金属中心的组合并无特别限制,只要配体能够与 金属中心生成合适的金属-配体作用即可,但是不同的金属中心与相同的配体形成的不同 金属-配体作用的强弱和动态性可以非常不同。一些合适的动态性金属-配体作用组合可以 举例如下,但本发明不仅限于此:
在本发明的实施方式中,所述的超分子作用中的氢键作用由氢键基团的供体(H,也 就是氢原子)和受体(Y,也就是接受氢原子的电负性原子)相互作用所形成,其可以是任意齿数。其中,所述的齿数指的是由氢键基团的供体和受体所形成的氢键数量,每个H…Y组合为一齿。在下式中,分别示意说明一齿、二齿和三齿氢键的成键情况。
一齿、二齿和三齿氢键的成键情况可具体举例如下:
在本发明的实施方式中,对氢键的齿数没有限定。氢键的齿数越多,协同效应越大, 氢键的强度就越大。如果所形成的氢键的齿数多,则强度大,那么氢键作用的动态性就弱, 可以作为结构性氢键起到促进动态聚合物保持平衡结构和提高力学性能(模量和强度)的 作用。如果所形成氢键的齿数少,则强度低,氢键作用的动态性就强,可以作为动态性氢 键与动态性金属-配体作用一起提供动态性能。在本发明的实施方式中,优选不超过四齿 的氢键提供动态性氢键作用,优选四齿以上的氢键提供非动态性氢键作用。
本发明的实施方式中,所述的氢键作用可以通过任意合适的氢键基团之间存在的非共 价相互作用产生,所述的氢键基团可以仅含有氢键供体,或仅含有氢键受体,或同时含有 氢键供体和受体,优选同时含有氢键供体和受体的动态性氢键基团以便其可以独立地形成 氢键作用其优选含有以下结构成分中的至少一种:
在本发明的实施方式中,动态性氢键基团优选自酰胺基、氨基甲酸酯基、脲基、硫代 氨基甲酸酯基以及以上基团的衍生物等。
作为例子,可以举出如下侧基和/或端基中的氢键基团,但本发明不仅限于此。
其中,m、n、x为重复基团的数量,可以是固定值,也可以是平均值。m、n取值范围为0和大于等于1的整数;x取值范围为大于等于1的整数。
作为例子,可以举出如下所述嵌段主链/侧链(包括支链和分叉链)骨架上的氢键基 团,但本发明不仅限于此。
在本发明的实施方式中,形成氢键作用的氢键基团既可以是不同氢键基团间的互补型 组合,也可以是同种氢键基团间的自互补型组合,只要基团间能够形成合适的氢键作用即 可。一些氢键基团的组合可以举例如下,但本发明不仅限于此:
在本发明的实施方式中,所述的卤键作用,是由卤原子与中性的或者带负电的路易斯 碱之间形成的非共价相互作用,其本质是卤键供体基团中卤原子的σ反键轨道与卤键受体 基团中具有孤电子对的原子或π电子体系之间的相互作用。其中,卤键供体基团可选自Cl、 Br、I,优选Br、I;卤键受体基团可选自F、Cl、Br、I、N、O、S、π键,优选Br、I、N、 O。卤键具有方向性,倾向于线性的几何特征;随着卤素原子序数的增加,其可结合的电 子供体数目也会增多,形成的卤键强度也就越高。基于卤键作用,可以设计出有序性、自 修复性的动态聚合物。
在本发明的实施方式中,当卤键作用存在时,所述的柔性嵌段聚合物分子相应的嵌段 中可以只包含卤键供体基团或只包含卤键受体基团,还可以同时包含供体基团和受体基 团。当一个所述的嵌段聚合物分子中只包含供体基团或只包含受体基团时,所述的动态聚 合物中还含有包含相应的受体基团或供体基团的所述的嵌段聚合物分子,共同作用形成动 态性卤键作用。当一个所述的嵌段聚合物分子中同时包含卤键受体基团和供体基团时,受 体基团和供体基团在该嵌段聚合物分子的嵌段中的位置没有任何限制,可以位于同一嵌 段,也可以分别位于不同嵌段。动态聚合物中还可以选择性地含有与所在的相相容并包含 相应的供体基团和/或受体基团的小分子、聚合物或无机物中的任一种或多种的组合,与 所述的嵌段聚合物分子共同作用形成动态性卤键作用。
在本发明的实施方式中,一条聚合物链或一个动态聚合物体系中可以仅有一种卤键供 体基团和/或一种卤键受体基团,也可以同时存在多种卤键供体基团和/或卤键客体基团的 任意合适的组合。所述的一种卤键供体基团和/或卤键受体基团,指的是一种核心结构。 不同位置的卤键供体基团和/或卤键受体基团可以具有同一种核心结构,它们的不同之处 在于核心结构接入聚合物链或小分子等成分的连接点和/或位置不同。
在本发明的实施方式中,卤键作用的形成原子组合并无限制,只要能在动态聚合物中 形成稳定的卤键作用即可。一些合适的组合可以举例如下,但本发明不仅限于此:
—Cl···Cl—、—Cl···F—、—Cl···Br—、—Cl···I—、—Cl···N—、—Cl···O—、—Cl···S—、—Cl···π—、—Br···Br—、—Br···F —、—Br···I—、—Br···N—、—Br···O—、—Br···S—、—Br···π—、 —I···I—、—I···F—、—I···N—、—I···O—、—I···S—、—I···π —。
在本发明的实施方式中,所述的阳离子-π作用,是由阳离子与芳香性体系的π电子体系之间形成的非共价相互作用。阳离子-π作用主要有三大类,第一类是简单无机阳离 子或离子团(如Na+、K+、Mg2+、NH4 +、Ca2+)和芳香体系之间的作用;第二类是有机阳离子 (如季铵阳离子)和芳香体系之间的作用;第三类是偶极键中带正电荷的原子(如N-H键 中的H原子)和芳香体系之间的作用。阳离子-π作用的种类丰富,强度适中,能够稳定 地存在于各种环境中,基于阳离子-π作用能够制备出性能丰富的动态聚合物。
在本发明的实施方式中,阳离子-π作用的种类并没有特别限制,只要能只要能在动 态聚合物中形成稳定的阳离子-π作用即可。一些合适的阳离子基团可以举例如下,但本发明不仅限于此:
在本发明的实施方式中,所述的阴离子-π作用,是由阴离子与缺电子芳香π体系之间形成的非共价相互作用。所述的阴离子可以是简单的无机非金属离子或离子团(如Cl-、Br-、I-、OH-);也可以是有机阴离子基团(如苯磺酸基);还可以是偶极键中带负电荷的 原子(如C-Cl键中的氯原子)。所述缺电子芳香π体系是指由于成环原子电负性的不同, 环的π电子云密度分布并不均匀,π电子主要向电负性高原子方向偏移,从而导致芳香环 的π电子云分布密度下降,如吡啶、氟苯等。阴离子-π作用具有可逆性和可控识别性, 能够用其构建出具有特殊性能的动态聚合物。
在本发明的实施方式中,阴离子-π作用的种类并没有特别限制,只要能只要能在动 态聚合物中形成稳定的阴离子-π作用即可。一些合适的阴离子可以举例如下,但本发明不仅限于此:
一些合适的缺电子芳香π体系可以举例如下,但本发明不仅限于此:吡啶、哒嗪、氟苯、硝基苯、四氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪、苯三酰亚胺。
在本发明的实施方式中,所述的苯-氟苯作用,是由芳烃与多氟代芳烃之间通过色散 力和四极矩作用共同组成的非共价相互作用。由于氟原子的电离势很高且原子极化率和原 子半径都较小,多氟代芳烃中四周的氟原子因电负性大而带负电荷,中心碳环骨架电负性 较小而带有正电荷。因为碳原子的电负性大于氢原子,所以芳烃的电四极矩方向与多氟代 芳烃的电四极矩方向相反,且由于氟原子的体积很小,多氟代芳烃和芳烃的体积相近,所 以芳烃与多氟代芳烃以交替的面对面方式堆积作用,形成柱状堆积结构,且这种堆积方式 基本不受引入官能团的影响。利用苯-氟苯作用的可逆性和堆积作用,可以制备出具有特 殊功能的动态聚合物。
在本发明的实施方式中,苯-氟苯作用的种类并没有限制,只要能在动态聚合物中形 成稳定的苯-氟苯作用即可。一些合适的苯-氟苯作用可以举例如下,但本发明不仅限于此:
在本发明的实施方式中,所述的π-π堆叠作用,动态聚合物中含有能够提供π键电子云的结构,通过π键电子云的相互交叠形成π-π堆叠作用。π-π堆叠的作用方式有三 种,包括面面堆积、偏移堆积和边面堆积。其中,面面堆积指的是相互作用的环面彼此平 行,且平行环面中心的距离与环面之间的距离几乎相等,这种堆积方式的π-π作用是静 电互斥的,比较不稳定,但是当环面上连接的取代基吸电子性较强时,面面堆积的π-π 作用变得比较明显;偏移堆积指的是作用环面相互平行,但环中心有一定偏移,即环中心 的距离大于环面间距离,这种堆积方式缓解了两个环面之间的互斥作用,相应增加了σ- π的吸引力,是比较常见的堆积方式;除了面面堆积和偏移堆积以外的堆积方式称为边面 堆积,这种堆积方式能量最小,分子间斥力最小,常见于范德华表面较小的环共轭分子之 间或有柔性连接子的环共轭分子之间。
能够提供π键电子云的化合物结构,包括但不限于大部分的稠环化合物及一些存在π -π共轭的杂环化合物,合适的基团可以举例如下,但本发明不仅限于此:
在本发明的实施方式中,提供π键电子云的化合物的组合并无特别限制,只要化合物 之间形成合适的π-π堆叠作用即可。其中,优选富电子化合物和缺电子化合物的组合。一些合适的组合可以举例如下,但本发明不仅限于此:
在本发明的实施方式中,所述的离子作用,动态聚合物结构中至少含有一对带相反电 荷的离子基团,正离子基团和负离子基团间通过库伦力形成离子作用。所述的正离子基团 是一种比较容易接受质子的有机基团,作为例子,其包括但不仅限于: 优选所述的负离子基团是一种比较容易失去质子的有机基团,作为例子,其包括但不仅限于:优选特别情况下,正离子基团和负离子基团可以处于同一个化合物结 构中,如胆碱甘油磷酸盐、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱、左旋肉碱、甲基丙烯酰乙基 磺基甜菜碱等化合物。离子作用能够稳定地存在于聚合物中,而且通过改变离子基团的浓 度和种类,可以对离子作用的强弱进行很好的控制。
在本发明的实施方式中,当所述的离子作用存在时,所述的柔性嵌段聚合物分子的相 应的嵌段中可以只包含正离子基团或只包含负离子基团或只包含两性离子基团,还可以同 时包含正离子基团和负离子基团。当一个所述的嵌段聚合物分子中只包含正离子基团或只 包含负离子基团时,动态聚合物中还含有与所在的相相容并包含相应的负离子基团或正离 子基团的所述的嵌段聚合物分子、小分子、其他聚合物或无机物中的任一种或多种的组合, 与所述的嵌段聚合物分子共同作用形成动态性离子作用。当一个所述的嵌段聚合物分子中 同时包含正离子基团和负离子基团时,正离子基团和负离子基团在该嵌段聚合物分子的嵌 段中的位置没有任何限制,可以位于同一嵌段,也可以分别位于不同嵌段,动态聚合物中 还可以选择性地含有与所在的相相容并包含相应的正离子基团和/或负离子基团的小分 子、聚合物或无机物中的任一种或多种的组合,与所述的嵌段聚合物分子共同作用形成动 态性离子作用。
在本发明的实施方式中,正离子基团与负离子基团的组合并无特别限制,只要正离子 基团能够与负离子基团形成合适的离子作用即可。一些合适的组合可以举例如下,但本发 明不仅限于此:
在本发明的实施方式中,所述的离子-偶极作用,当两种电负性不同的原子成键时, 由于电负性较大原子的诱导作用使得电荷分布不均匀,导致电子的不对称分布,产生电偶 极,该电偶极与带电荷的离子基团相互作用,形成离子-偶极作用。其中,所述的离子基 团可以是任意合适的带电荷有机基团,举例如下,但本发明并不仅限于此: 优选其中,所述的电偶极可以由任意合适的两种电负性不同的原子成键而产生,举例如下,但本发明并不仅限于此:C-N、C=N、C≡N、C=O、C-O、 C-S、C=S、C-F、C-Cl、C-Br、C-I、H-O、H-S、H-N,优选C≡N、C=O、C-F、 H-O。离子-偶极作用在电化学的环境中可以稳定存在,作用力大小易于调控,作用力产 生和解离的条件比较温和。
在本发明的实施方式中,当所述的离子-偶极作用存在时,所述的柔性嵌段聚合物分 子的相应的嵌段中可以只包含离子基团或只包含电偶极,还可以同时包含离子基团和电偶 极。当一个所述的嵌段聚合物分子中只包含离子基团或只包含电偶极时,动态聚合物中还 含有与所在的相相容并包含相应的电偶极或离子基团的所述的嵌段聚合物分子、小分子、 其他聚合物或无机物中的任一种或多种的组合,与所述的嵌段聚合物分子共同作用形成动 态性离子-偶极作用。当一个所述的嵌段聚合物分子中同时包含离子基团和电偶极时,离 子基团和电偶极在该嵌段聚合物分子的嵌段中的位置没有任何限制,可以位于同一嵌段, 也可以分别位于不同嵌段。动态聚合物中还可以选择性地含有与所在的相相容并包含相应 的离子基团和/或电偶极的小分子、聚合物或无机物中的任一种或多种的组合,与所述的 嵌段聚合物分子共同作用形成动态性离子作用。
在本发明的实施方式中,离子基团与电偶极的组合并无特别限制,只要离子基团能够 与电偶极形成合适的离子-偶极作用即可。一些合适的组合可以举例如下,但本发明不仅 限于此:
需要特别指出的是,在本发明中,所述的离子-偶极作用仅指除金属-配体作用以外的 其他离子基团与电偶极之间的作用,不包括金属-配体作用。
在本发明的实施方式中,所述的偶极-偶极作用,当两种电负性不同的原子成键时, 由于电负性较大原子的诱导作用使得电荷分布不均匀,导致电子的不对称分布,产生电偶 极,两个电偶极之间相互作用,形成偶极-偶极作用。其中,所述的电偶极可以由任意合 适的两种电负性不同的原子成键而产生,举例如下,但本发明并不仅限于此:C-N、C=N、C≡N、C=O、C-O、C-S、C=S、C-F、C-Cl、C-Br、C-I、H-O、H-S、H-N,优选 C≡N、C=O、C-F、H-O,更优选C≡N。偶极-偶极作用可以能够稳定的存在于聚合物中, 易于调控,作用基团的配对可以产生微结构域,使相互作用更稳定;温度较高时,偶极- 偶极作用会减弱甚至消失,因此含有偶极-偶极作用的聚合物可以根据温度的差异而体现 出动态性的差异。
在本发明的实施方式中,偶极之间的组合并无特别限制,只要偶极间能形成合适的偶 极-偶极作用即可。一些合适的组合可以举例如下,但本发明不仅限于此:
在本发明的实施方式中,所述的亲金属作用,当两个最外层电子结构为d10或d8的金 属离子靠近至小于其范德华半径之和时,会产生相互作用力,亲金属作用的两个金属离子 可以相同也可以不同。所述的最外层电子结构为d10的金属离子包括但不仅限于Cu+、Ag+、 Au+、Zn2+、Hg2+、Cd2+,优选Au+、Cd2+;所述的最外层电子结构为d8的金属离子包括但不仅限于Co+、Ir+、Rh+、Ni2+、Pt2+、Pb2+,优选Pt2+、Pb2+。亲金属作用可以在聚合物中稳定存 在,作用强度适中,且具有一定的方向性,不具有明显的饱和性,能聚集形成多核配合物, 受外界环境的影响较小,可以使所制备聚合物的动态性更充足。
在本发明的实施方式中,形成亲金属作用的组合并无特别限制,只要金属离子之间形 成合适的亲金属作用即可。一些合适的组合可以举例如下,但本发明不仅限于此:
Cu—Cu、Ag—Ag、Au—Au、Zn—Zn、Hg—Hg、Cd—Cd、Co—Co、Ir—Ir、Rh—Rh、Ni —Ni、Pt—Pt、Pb—Pb、Cu—Ag、Cu—Au、Ag—Au、Cu—Zn、Cu—Co、Cu—Pt、Zn—Co、 Zn—Pt、Co—Pt、Co—Rh、Ni—Pb。
在本发明的实施方式中,所述超分子作用中的离子氢键作用,其由可形成氢键作用的 正离子基团和负离子基团构成,同时形成氢键作用和正负离子间的库伦作用,或由可形成 氢键作用的正/负离子基团与中性氢键基团构成,同时形成氢键作用和正/负离子与中性基 团间的离子-偶极作用。
在本发明的实施方式中,一些合适的离子氢键作用的组合可以举例如下,但本发明不 仅限于此:
在本发明中,所述超分子作用中的自由基阳离子二聚作用,其构筑单元为同时含有自 由基和阳离子的基团。作为举例,所述的可形成自由基阳离子二聚作用包括但不限于以下 所举:
在本发明的实施方式中,一些合适的自由基阳离子二聚作用的组合可以举例如下,但 本发明不仅限于此:
在本发明的实施方式中,所述的主体-客体作用,主体(用H表示)是一类能够实现分子识别的带空穴的化合物(大分子或无限有机离子骨架);客体(用G表示)是一类能 够被主体识别而嵌入主体的空穴中的化合物(小分子或离子团)。一个主体分子可以识别 键合多个客体分子,在本发明的实施方式中,优选一个主体分子至多与两个客体分子相识 别作用。所述的主体分子包括但不仅限于冠醚、苯并冠醚、环蕃、α-环糊精、β-环糊精、 γ-环糊精、葫芦[6]脲、葫芦[7]脲、葫芦[8]脲、杯[4]芳烃、杯[5]芳烃、杯[6]芳烃、 柱[5]芳烃、柱[6]芳烃、柱[7]芳烃以及一些合适的无限有机离子骨架,优选冠醚、β-环 糊精、葫芦[8]脲、杯[4]芳烃、柱[5]芳烃。所述的客体分子包括但不仅限于合适的长链 烷烃、环烷烃、杂环烷烃、芳烃、杂芳烃、稠环化合物、杂环化合物、并环化合物、螺环 化合物、桥环化合物、一些合适的离子团,优选长链烷烃、杂环化合物、并环化合物、桥 环化合物、合适的离子团。主体分子和客体分子可以在聚合物中稳定的存在,其形成的主 客体作用强度适中,可以在较温和的条件下相互作用或解离,使动态聚合物的动态性在平 常的条件下就得以实现。
在本发明的实施方式中,当主体-客体作用存在时,所述的柔性嵌段聚合物分子的相 应的嵌段中可以只包含主体基团或只包含客体基团,还可以同时包含主体基团和客体基 团。当一个所述的嵌段聚合物分子中只包含主体基团或只包含客体基团时,所述的动态聚 合物中还含有与所在的相相容并包含相应的客体基团或主体基团的所述的嵌段聚合物分 子、小分子、其他聚合物或无机物中的任一种或多种的组合,与所述的嵌段聚合物分子共 同作用形成动态性主体-客体作用。当一个所述的嵌段聚合物分子中同时包含主体基团和 客体基团时,主体基团和客体基团在该嵌段聚合物分子的嵌段中的位置没有任何限制,可 以位于同一嵌段,也可以分别位于不同嵌段,动态聚合物中还可以选择性地含有与所在的 相相容并包含相应的主体基团和/或客体基团的小分子、聚合物或无机物中的任一种或多 种的组合,与所述的嵌段聚合物分子共同作用形成动态性主体-客体作用。
在本发明的实施方式中,一条聚合物链或一个动态聚合物体系中可以仅有一种主体基 团和/或一种客体基团,也可以同时存在多种主体基团和/或客体基团的任意合适的组合。 所述的一种主体基团和/或客体基团,指的是一种核心结构。不同位置的主体基团和/或客 体基团可以具有同一种核心结构,它们的不同之处在于核心结构接入聚合物链或小分子等 成分的连接点和/或位置不同。
合适的主体基团可以举例如下,但本发明不仅限于此:
合适的客体基团可以举例如下,但本发明不仅限于此:
在本发明的实施方式中,主体基团与客体基团的组合并无特别限制,只要主体能够与 客体形成合适的主客体作用即可。一些合适的组合可以举例如下,但本发明不仅限于此:
在本发明的实施方式中,除了所述柔性嵌段聚合物分子中存在的基团/单元之间形成 超分子作用外,还可以含有可形成超分子作用的基团/单元的其他组分作为添加物与嵌段 聚合物分子中存在的基团/单元之间共同形成超分子作用。此类可以参与形成超分子作用 的其他组分包括但不限于小分子、聚合物、无机材料。此类其他组分之间也可以形成超分 子作用。此类其他组分可以选自线型、环状、支化、团簇聚合物以及共价交联的聚合物颗 粒,表面改性的有机或无机颗粒、纤维。所述的其他聚合物成分可以与所述的嵌段聚合物 分子形成相容的物理交联网络,也可以形成相容或不相容的相互共混/互穿/半互穿等结构 的交联网络。其中,本发明中所述的柔性嵌段聚合物分子占所述动态聚合物组成体总重的 5-100%,优选占所述动态聚合物组成总重的50-100%。
在本发明的实施方式中,当所述的动态聚合物中同时存在两种不同的超分子作用时, 优选的超分子作用组合包括但不仅限于如下组合:离子作用/离子-偶极作用/π-π堆叠作 用/卤键作用/偶极-偶极作用和氢键作用,两种超分子作用形成方式简单且能够稳定存在, 所制得的动态聚合物具有良好的吸能效果和自修复性能;离子作用、离子-偶极作用、金 属-配体作用,利用其中任两种或三种作用中的离子能够使动态聚合物的导电性大大提高; 主体-客体作用和氢键作用/和离子作用/离子-偶极作用/离子氢键作用/金属-配体作用, 利用氢键作用/离子作用/离子-偶极作用/离子氢键作用/金属-配体作用来调控主体和客 体之间的识别性,在共同作用下够使动态聚合物的功能特异性大大提高,并且所制得的动 态聚合物具有良好的吸能效果和自修复性能;π-π堆叠作用和亲金属作用/金属-配体作 用,亲金属作用中与金属元素结合的基团/单元以及金属-配体作用的配体基团大多数也能 够形成π-π堆叠作用,因此这些超分子作用组合的动态聚合物容易制备,通常具有较好 的力学稳定性和良好的吸能效果;离子-偶极作用和偶极-偶极作用,两种超分子作用形成 方式简单且能够稳定存在,所制得的动态聚合物具有良好可调控性和自修复性能;氢键作 用和金属-配体作用,两种超分子作用可以形成相互正交的超分子作用,具有多重刺激响 应性;离子作用和离子-偶极作用和偶极-偶极作用,这三种超分子作用的作用基团简单, 只需要在动态聚合物中含有电性相反的离子以及适量的偶极基团,就能够形成这三种超分 子作用的组合,使动态聚合物不仅能够具有良好的导电性,同时具有良好的力学性能。
本发明实施方式中,所述的动态聚合物中所含有的柔性嵌段聚合物分子的制备,其工 艺原则上可以是任意合适的手段。一般有两种方式,从单体出发,由内而外或由外而内依 次进行各链段的聚合;或者先分别合成端基和/或侧基功能化的各链段或多段式共聚物, 然后直接进行链段间的反应,或通过其他小分子实现偶合或共聚。所述的柔性嵌段聚合物 分子的制备还可以是基于上述两种方式的组合,以前述的仅含有嵌段A和嵌段B两种嵌段 的所述柔性嵌段聚合物分子作为例子:例如,先将A类型嵌段或B类型嵌段制备成大分子 引发剂,引发相邻的B类型嵌段和A类型嵌段的聚合,再根据需要进行链段间的端基反应; 又如,先生成A-B两嵌段共聚物,再将两个或多个两嵌段分子偶合从而得到本发明的多段 结构的聚合物分子。其中,超分子基团/单元的生成或引入,可以在各嵌段相连之前、之后或者过程中进行。当先生成嵌段聚合物再引入或生成所述配体基团和氢键基团时,聚合物链段上必须含有相应的活性点,作为实例包括但不限于氨基、仲氨基、羟基、羧基、巯 基、异氰酸酯基、环氧基、酯基、卤素原子、酰卤基、酸酐、碳碳双键、马来酰亚胺、碳 碳三键、叠氮基、腈基、肼、四嗪、琥珀酰亚胺酯。
所述的聚合方法根据所选预聚物的类型包括但不限于缩聚、加聚、配位聚合和开环聚 合,加聚包括但不限于自由基聚合、活性自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等。其中, 聚合过程可以在溶剂中进行,也可以是无溶剂的本体聚合。
上述部分聚合过程的引发需要使用能够在聚合反应过程中引起单体分子活化的引发 剂。本发明实施方案中可根据需要选用不同类型的引发剂。例如,选用单官能引发剂便于 制备单端功能化的链段或双端异功能化的链段;又如,选用双/多官能引发剂便于制备双/ 多端同功能化或双/多端异功能化的链段;再如,使用单端功能化的链段或遥爪聚合物链 段制备而成的大分子引发剂可以继续引发其他单体的聚合,得到嵌段共聚物。其中,制备 单、双、多末端功能化的聚合物链段通过合理选用自身带有活性基团的引发剂、合理选用 链转移剂、合理使用可与引发剂残基反应的功能性试剂实现。
在本发明的实施方式中,部分聚合反应还需要使用催化剂,在聚合反应过程中改变反 应途径,降低反应活化能来加速反应物在反应过程中的反应速率。部分聚合过程中还需要 使用分散剂、乳化剂等助剂。例如,在悬浮聚合过程中需要使用分散剂,在乳液聚合过程 中需要使用乳化剂。所述的分散剂,能够使得聚合物混合液中固体絮凝团分散为细小的粒 子而悬浮于液体中,均一分散那些难于溶解于液体的固体及液体颗粒,同时也能防止颗粒 的沉降和凝聚,形成安定悬浮液。所述的乳化剂,能够改善包含助剂的聚合物混合液中各 种构成相之间的表面张力,使之形成均匀稳定的分散体系或乳浊液,优选用于进行乳液聚 合。
具体地,作为举例,本发明可选用的聚合方法包括但不限于:(甲基)丙烯酸酯类单体的热引发普通自由基聚合、光引发自由基聚合、原子转移自由基聚合(ATRP),氯乙烯 单体的引发转移终止剂法自由基聚合,(甲基)丙烯酸酯类、丙烯腈类单体可逆加成-断 裂转移自由基聚合(RAFT),氮氧稳定自由基聚合(NMP),乙烯、丙烯配位聚合,内酯 开环聚合,内酰胺开环聚合,环氧开环聚合,环烯烃开环易位聚合,二元酸和二元醇之间 的缩聚,二元酸和二元胺之间的缩聚,二元硫醇和二元烯/炔之间的点击反应聚合,二元 叠氮和二元炔之间的点击反应聚合,2-乙基-2-唑啉的开环聚合,聚氨酯/聚脲反应等。
上述的聚合方法和聚合过程所需的引发剂、催化剂、其他助剂以及反应条件等都是公 开已知的常规技术(如潘祖仁主编,《高分子化学(增强版)》),本领域内技术人员可以根据需要进行合理选择和组合。
本发明的实施方式中,超分子基团/单元的生成或引入可以有一个或以上的反应类型、 反应手段,可以采用的反应包括但不仅限于以下类型:酯化反应、异氰酸酯与氨基/羟基/ 巯基/羧基的反应、杂环的亲电取代反应、杂环的亲核取代反应、杂环的侧链反应、双键 (包括丙烯酸酯、丙烯酰胺等)自由基反应、叠氮-炔点击反应、巯基-双键/炔点击反应、尿素-胺的反应、酰胺化反应、四嗪-降冰片烯反应、活性酯与氨基的反应、硅羟基缩合反应;优选酯化反应、异氰酸酯与氨基/羟基/巯基的反应、双键自由基反应、叠氮-炔点击 反应、巯基-双键/炔点击反应、尿素-胺的反应、酰胺化反应、活性酯与氨基的反应;更 优选异氰酸酯与氨基/羟基/巯基的反应、双键自由基反应、叠氮-炔点击反应、巯基-双键 /炔点击反应。
在本发明的实施方式中,可以利用链段末端反应性基团间诸如如下形式的反应连接所 述嵌段聚合物分子的各嵌段或得到链段内的共价键:异氰酸酯与氨基/羟基/巯基、羧基的 反应、环氧与氨基/羟基/巯基、酚醛的反应、叠氮-炔点击反应、巯基-双键/炔点击反应、 尿素-胺的反应、酰胺化反应、酯化反应、四嗪-降冰片烯反应、活性酯与氨基/羟基/巯基 的反应、硅羟基缩合反应。
本领域技术人员还可以根据对本发明的理解,选择合适的制备手段,达到理想的目的。
在本发明中,所述的动态聚合物及含有其的组成的形态可以是普通固体、弹性体、凝 胶、泡沫、流体等。其中,普通固体和泡沫材料中含有的可溶解小分子量成分含量一般不高于10wt%,而凝胶中含有的小分子量成分含量一般不低于50wt%。普通固体和弹性体 因为具有更好的力学性能、制备方法也最简便,因此较为优选。泡沫由于质轻等特性,更 为优选。
在本发明的实施方式中,动态聚合物凝胶可以通过在溶胀剂(包括水、有机溶剂、齐 聚物、增塑剂、离子液体中之一或其组合)中进行交联获得,也可以在动态聚合物制备完成后再利用溶胀剂进行溶胀获得。当然,本发明不仅限与此,本领域技术人员可以根据本发明的逻辑和脉络,合理有效地实现。
在本发明的实施方式中,在动态聚合物中可以引入与其中至少一个相相容但同时与至 少一个相不相容的溶胀剂制备动态聚合物凝胶。所述溶胀剂可以包括但不限于水、有机溶 剂、离子液体、齐聚物、增塑剂。其中,齐聚物也可以视为增塑剂。采用水溶胀的体系成为水凝胶,有机溶剂溶胀的体系称为有机凝胶,离子液体溶胀的体系称为离子液体凝胶,齐聚物溶胀的体系称为齐聚物溶胀凝胶,增塑剂溶胀的体系称为增塑剂溶胀凝胶;其中,离子液体、齐聚物和增塑剂溶胀的凝胶亦可称为有机凝胶。
本发明所提供的一种动态聚合物凝胶,优选离子液体凝胶、齐聚物溶胀凝胶和增塑剂 溶胀凝胶,更优选增塑剂溶胀凝胶。凝胶具有柔软的优点,而增塑剂因为沸点高、稳定性 好而具有优势。
本发明的一种动态聚合物离子液体凝胶的优选制备方法,包括但不限于如下步骤:将 制备动态聚合物的原料和离子液体共混,使制备动态聚合物的原料的质量分数为0.5~ 70%,通过所述合适手段进行聚合、偶合或其他类型的化学反应,反应结束后,即制成一 种动态聚合物离子液体凝胶。本发明的另一种动态聚合物离子液体凝胶的优选制备方法, 包括但不限于如下步骤:将所述的嵌段聚合物和金属中心的原料溶胀于含离子液体的溶剂 中,使所述嵌段聚合物的质量分数为0.5~70%,充分溶胀后除溶剂,即制成一种动态聚合 物离子液体凝胶。制备离子液体凝胶的所述嵌段聚合物分子优选为嵌段之一骨架是基于含 丙烯酸酯类单体的聚合物、氟取代聚饱和烯烃、含丙烯腈的聚合物的聚合物链段。
本发明的一种动态聚合物齐聚物溶胀凝胶的优选制备方法,包括但不限于如下步骤: 将制备动态聚合物的原料和齐聚物共混,使制备动态聚合物的原料的质量分数为0.5~ 70%,通过所述合适手段进行聚合、偶合或其他类型的化学反应,反应结束后,即制成一种动态聚合物齐聚物溶胀的凝胶。本发明的另一种动态聚合物齐聚物溶胀凝胶的优选制备方法,包括但不限于如下步骤:将所述的嵌段聚合物和金属中的原料溶胀于含有齐聚物的溶剂中,使所述嵌段聚合物的质量分数为0.5~70%,充分溶胀后除溶剂,即制成一种动态聚合物齐聚物溶胀的凝胶。
本发明的一种动态聚合物增塑剂溶胀凝胶的优选制备方法,包括但不限于如下步骤: 将制备动态聚合物的原料和增塑剂共混,使制备动态聚合物的原料的质量分数为0.5~ 70%,通过所述合适手段进行聚合、偶合或其他类型的化学反应,反应结束后,即制成一种动态聚合物增塑剂溶胀的凝胶。本发明的另一种动态聚合物增塑剂溶胀凝胶的优选制备方法,包括但不限于如下步骤:将所述的嵌段聚合物和金属中心的原料溶胀于含有增塑剂的溶剂中,使所述嵌段聚合物的质量分数为0.5~70%,充分溶胀后除溶剂,即制成一种动态聚合物增塑剂溶胀的凝胶。制备增塑剂溶胀凝胶的所述嵌段聚合物优选为嵌段之一是基于含氯乙烯单体的聚合物、含降冰片烯单体的聚合物、含饱和烯烃单体的聚合物的聚合物链段。
本发明的实施方式中,动态聚合物及其组成的另一种优选形态是泡沫材料。
在本发明的实施方式中,动态聚合物泡沫材料的结构涉及开孔结构、闭孔结构、半开 半闭结构等三种。开孔结构中,泡孔与泡孔之间互相连通,或完全连通,单维或三维都能通过气体或液体,泡孔径为0.01至3mm不等。闭孔结构,具有独立泡孔结构,内部泡孔 与泡孔之间有壁膜隔开,绝大多数都不相互连通,泡孔径为0.01至3mm不等。所含有的 泡孔既有相互连通又有互不连通的结构则为半开孔结构。
在本发明的实施方式中,发泡方法根据所用发泡剂的不同可以分为物理发泡法和化学 发泡法两大类。
物理发泡法,是利用物理的方法来使动态聚合物发泡,一般有三种方法:(1)先将惰性气体在压力下溶于动态聚合物中,再经过减压释放出气体,从而在材料中形成气孔而发泡;(2)通过对溶入聚合物或其原料成分中的低沸点液体进行加热使之汽化而发泡; (3)在原料成分中添加空心球和/或可发泡的聚合物微球,在形成动态聚合物的过程中或 者之后,形成发泡体而发泡等。物理发泡法所用的物理发泡剂成本相对较低,尤其是二氧 化碳和氮气的成本低,又能阻燃、无污染,因此应用价值较高;而且物理发泡剂发泡后无 残余物,对材料性能的影响不大。采用添加空心球的方法在工艺上则最简单。
化学发泡法是利用化学方法产生气体来使动态聚合物发泡,一般有两种方法:(1)对加入动态聚合物(原料)中的化学发泡剂进行加热使之分解释放出气体而发泡;(2) 也可以利用原料组分之间相互发生化学反应释放出的气体而发泡,例如碳酸盐与酸的反应 释放出二氧化碳。
本发明中部分聚合物在聚合或发生其他化学反应过程中会产生气体,此时不需要额外 使用发泡剂。由于物理发泡法所用的物理发泡剂成本相对较低,又能阻燃、无污染,而且 物理发泡剂发泡后无残余物,对发泡聚合物性能的影响不大,因此在本发明的实施方式中, 优选物理发泡。凝胶类材料特别适合采用空心球和/或可发泡的聚合物微球进行发泡。
除了使用上述的制备泡沫的通常的方法,还可以使用冷冻干燥法制备泡沫材料。使用 冷冻干燥法制备泡沫材料的方法,包括如下步骤:将溶胀于与软相相容、与硬相不相容、 且易挥发的溶剂的动态聚合物冻结,然后在接近真空条件下以升华的方式逸出溶剂。在溶 剂逸出的过程中以及逸出后,动态聚合物可以维持冷冻前的外形,由此得到多孔海绵状的 泡沫材料。
制备动态聚合物泡沫材料的一种实施方式为将动态聚合物、发泡剂和其他助剂充分混 合,注入模具中完成发泡。其中,制备泡沫材料的所述嵌段聚合物优选为基于聚氨酯、聚 脲的聚合物,即以氨基甲酸酯键和脲键作为连接基团的聚合物,优选为嵌段是基于饱和烯 烃、不饱和烯烃、卤代烯烃、聚醚、聚酯、硅橡胶、聚丙烯酸酯基聚合物、聚醋酸乙烯酯 基聚合物、聚丙烯腈基聚合物的聚合物。
本发明所提供的动态聚合物泡沫材料还涉及:通过熔接、胶粘、切割、刳刨、穿孔、压印、层压和热成形,将所述动态聚合物泡沫材料转变成为任何的需要形状,例如管、棒、鞘、容器、球、片、卷和带;所述动态聚合物泡沫材料在浮动装置中的用途;所述动态聚 合物泡沫材料在绝热的任何需要形状中的用途;通过层压、粘合、熔合以及其它的连接技 术,将所述动态聚合物泡沫材料与片材、薄膜、泡沫、织物、加强物以及本领域中技术人 员已知的其它材料一起结合成为复杂的夹心结构;所述动态聚合物泡沫材料在垫圈或密封 中的用途;所述动态聚合物泡沫材料在包装材料或在容器中的用途。关于本发明的动态聚 合物,可发泡的动态聚合物是这样一种类型,使得可以通过挤出、注塑、压塑或本领域中 的技术人员已知的其它成形技术使它们变形。
在本发明的实施方式中,在不妨碍本发明目的的范围内,可以根据情况选择添加或使 用其他聚合物、溶胀剂、助剂、填料共同作为动态聚合物的配方组分,或者在动态聚合物 的制备过程中起到改善加工性能的作用。
其中,所述的其他聚合物,其能够作为添加物在体系中起到改进材料性能、赋予材料 新性能、提高材料使用与经济效益、达到材料综合利用的作用。可添加的其他聚合物,其可选自天然高分子化合物、合成高分子化合物。本发明对所添加的聚合物的性状以及所具有的分子量不做限定,根据分子量的不同,可以为低聚物,或者高聚物,根据聚合形态的 不同,可以为均聚物,或者共聚物,在具体使用过程中应根据目标材料的性能以及实际制 备过程的需要而进行选择。
当所述的其他聚合物选自天然高分子化合物时,其可选自以下任一种或任几种天然高 分子化合物:天然橡胶、壳聚糖、甲壳素、天然蛋白质、多糖等。
当所述的其他聚合物选自合成高分子化合物时,其可选自以下任一种或任几种:聚三 氟氯乙烯、氯化聚乙烯、氯化聚氯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、三聚氰胺-甲醛树脂、聚酰胺、聚丙烯酸、 聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、聚苯并咪唑、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲 酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚乙二醇、聚酯、聚醚砜、聚芳砜、聚醚醚酮、四氟乙烯-全氟 丙烷共聚物、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚苯醚、聚丙烯、聚苯硫醚、聚苯砜、 聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚脲、聚乙酸乙烯酯、乙烯- 丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯 -苯乙烯共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、环氧树脂、酚醛树脂、脲 醛树脂、不饱和聚酯、聚异戊二烯、聚顺丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、丁二烯-丙烯腈 共聚物、聚(2-氯-1,3-丁二烯)、异丁烯-异戊二烯共聚物、乙烯-丙烯-1,4-己二烯共 聚物、乙烯-丙烯-双环戊二烯共聚物、乙烯-丙烯-乙叉降冰片烯共聚物、聚二甲基硅氧烷、 聚甲基乙烯基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚甲基乙烯基苯基硅氧烷、聚甲基乙烯基三氟 丙基硅氧烷、偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-四氟 乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-丙烯共聚物、聚环氧氯丙烷、环氧氯丙烷-环氧乙烷共 聚物、环氧氯丙烷-环氧乙烷-环氧丙烷共聚物等。
其中,所述的助剂可包括但不限于下列一种或几种的组合,如合成助剂,包括催化剂、 引发剂;稳定化助剂,包括抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂、分散剂、乳化剂、阻燃剂; 改善力学性能的助剂,包括增韧剂、偶联剂;提高加工性能的助剂,包括溶剂、润滑剂、 脱模剂、增稠剂、触变剂、流平剂;改变色光的助剂,包括着色剂、荧光增白剂、消光剂; 其他助剂,包括抗静电剂、杀菌防霉剂、发泡剂、泡沫稳定剂、成核剂、流变剂等。
所述的助剂中的催化剂,其能够通过改变反应途径,降低反应活化能来加速反应物在 反应过程中的反应速率。其包括但不仅限于以下任一种或任几种催化剂:①聚氨酯合成用 催化剂:胺类催化剂,如三乙胺、三亚乙基二胺、双(二甲氨基乙基)醚、2-(2-二甲氨基-乙氧基)乙醇、三甲基羟乙基丙二胺、N,N-双(二甲胺丙基)异丙醇胺、N-(二甲氨 基丙基)二异丙醇胺、N,N,N’-三甲基-N’-羟乙基双胺乙基醚、四甲基二亚丙基三胺、 N,N-二甲基环己胺、N,N,N’,N’-四甲基亚烷基二胺、N,N,N’,N’,N’-五甲基二亚乙基 三胺、N,N-二甲基乙醇胺、N-乙基吗啉、2,4,6-(二甲氨基甲基)苯酚、三甲基-N-2-羟 丙基己酸、N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基十六胺等;有机金属类催化剂,如辛酸亚锡、二 丁基锡二月桂酸酯、二辛基锡二月桂酸酯、异辛酸锌、异辛酸铅、油酸钾、环烷酸锌、环 烷酸钴、乙酰丙酮铁、乙酸苯汞、丙酸苯汞、环烷酸铋、甲醇钠、辛酸钾、油酸钾、碳酸 钙等;②聚烯烃合成用催化剂:如Ziegler-Natta催化剂、π-烯丙基镍、烷基锂催化剂、 茂金属催化剂、一氯二乙基铝、四氯化钛、三氯化钛、三氟化硼乙醚络合物、氧化镁、二 甲胺、氯化亚铜、三乙胺、四苯硼钠、三氧化二锑、倍半乙基氯化铝、三氯氧钒、三异丁 基铝、环烷酸镍、环烷酸稀土等;③CuAAC反应催化剂:由一价铜化合物和胺配体共用协 同催化;一价铜化合物可选自Cu(I)盐,如CuCl、CuBr、CuI、CuCN、CuOAc等;也可选自 Cu(I)络合物,如[Cu(CH3CN)4]PF6、[Cu(CH3CN)4]OTf、CuBr(PPh3)3等;胺配体可选自三[(1- 苄基-1H-1,2,3-三唑-4-基)甲基]胺(TBTA)、三[(1-叔丁基-1H-1,2,3-三唑-4-基)甲基] 胺(TTTA)、三(2-苯并咪唑甲基)胺(TBIA)、水合红菲绕啉二磺酸钠等;④thiol-ene 反应催化剂:光催化剂,如安息香二甲醚、2-羟基-2-甲基苯基丙酮、2,2-二甲氧基-2- 苯基苯乙酮等;亲核试剂催化剂,如乙二胺、三乙醇胺、三乙胺、吡啶、4-二甲基氨基吡 啶、咪唑、二异丙基乙基胺等。所用的催化剂用量没有特别限定,一般为0.01-0.5wt%。
所述的助剂中的引发剂,其能够在聚合反应过程中引起单体分子活化而产生游离基, 提高反应速率,促进反应进行,包括但不仅限于以下任一种或任几种引发剂:①自由基聚 合用引发剂:有机过氧化物,如过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰(BPO)、过氧化二碳酸二 异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、叔丁基过氧化 苯甲酸酯、叔丁基过氧化特戊酸酯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯;偶氮化合物, 如偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异庚腈;无机过氧化物,如过硫酸铵、过硫酸钾等;② 活性聚合用引发剂:如2,2,6,6-四甲基-1-氧基哌啶、1-氯-1-苯基乙烷/氯化亚铜/双吡啶 三元体系等;③离子聚合用引发剂:如丁基锂、钠/萘体系、三氟化硼/水体系、四氯化锡 /卤代烷体系等;④配位聚合用引发剂:如四氯化钛/三乙基铝体系、二氯二锆茂/甲基铝 氧烷体系等;⑤开环聚合用引发剂:如甲醇钠、甲醇钾、乙二胺、1,6-己二异氰酸酯、辛 酸亚锡等。其中,引发剂优选过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、过硫酸钾。 所用的引发剂用量没有特别限定,一般为0.1-1wt%。
所述的助剂中的抗氧化剂,其能够延缓聚合物样品的氧化过程,保证材料能够顺利地 进行加工并延长其使用寿命,包括但不仅限于以下任一种或任几种抗氧剂:受阻酚类,如 2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、1,1,3-三(2-甲基-4羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、四[β-(3,5- 二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚);含硫受阻酚类,如4,4’-硫代双-[3-甲基-6-叔丁基苯酚]、2,2’-硫代双-[4-甲基-6-叔 丁基苯酚];三嗪系受阻酚,如1,3,5-二[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]-六氢均 三嗪;三聚异氰酸酯受阻酚类,如三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-三异氰酸酯;胺类, 如N,N’-二(β-萘基)对苯二胺、N,N’-二苯基对苯二胺、N-苯基-N’-环己基对苯二胺; 含硫类,如硫代二丙酸二月桂酯、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噻唑;亚磷酸酯类,如亚 磷酸三苯酯、亚磷酸三壬基苯酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯等;其中,抗氧剂优选 茶多酚(TP)、丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)、 三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙 酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)。所用的抗氧剂用量没有特别限定,一般为0.01-1wt%。
所述的助剂中的光稳定剂,能够防止聚合物样品发生光老化,延长其使用寿命,其包 括但不仅限于以下任一种或任几种光稳定剂:光屏蔽剂,如炭黑、二氧化钛、氧化锌、亚硫酸钙;紫外线吸收剂,如2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2,4,6-三(2-羟基-4-正丁氧基苯基)-1,3,5-均三嗪、2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸2-乙基己酯; 先驱型紫外线吸收剂,如水杨酸对-叔丁基苯酯、双水杨酸双酚A酯;紫外线猝灭剂,如 双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸单乙酯)、2,2’-硫代双(4-特辛基酚氧基)镍;受 阻胺光稳定剂,如癸二酸双(2,2,6,6-四甲基哌啶)酯、苯甲酸(2,2,6,6-四甲基哌啶) 酯、三(1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯;其他光稳定剂,如3,5-二叔丁基-4-羟基 苯甲酸(2,4-二叔丁基苯)酯、烷基磷酸酰胺、N,N’-二正丁基二硫代氨基甲酸锌、N,N’ -二正丁正基二硫代氨基甲酸镍等;其中,光稳定剂优选炭黑、癸二酸双(2,2,6,6-四甲 基哌啶)酯(光稳定剂770)。所用的光稳定剂用量没有特别限定,一般为0.01-0.5wt%。
所述的助剂中的热稳定剂,能够使得聚合物样品在加工或使用过程中不因受热而发生 化学变化,或者延缓这些变化来达到延长使用寿命的目的,其包括但不仅限于以下任一种 或任几种热稳定剂:铅盐类,如三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、二盐基硬脂酸铅、二盐 基苯二甲酸铅、三盐基马来酸铅、盐基性硅酸铅、硬脂酸铅、水杨酸铅、二盐基邻苯二甲酸铅、碱式碳酸铅、硅胶共沉淀硅酸铅;金属皂类:如硬脂酸镉、硬脂酸钡、硬脂酸钙、 硬脂酸铅、硬脂酸锌;有机锡化合物类,如二月桂酸二正丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、 马来酸二(正)丁基锡、双马来酸单辛酯二正辛基锡,二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡、京 锡C-102、二巯基乙酸异辛脂二甲基锡、二硫醇二甲基锡及其复配物;锑稳定剂,如硫醇 锑盐、巯基乙酸酯硫醇锑、巯基羧酸酯锑、羧酸酯锑;环氧化合物类,如环氧化油、环氧 脂肪酸酯、环氧树脂;亚磷酸酯类,如亚磷酸三芳酯、亚磷酸三烷酯、亚磷酸三芳烷酯、 烷芳混合酯、聚合型亚磷酸酯;多元醇类,如季戊四醇、木糖醇、甘露醇、山梨糖醇、三 羟甲基丙烷;复合热稳定剂,如共沉淀金属皂、液体金属皂复合稳定剂、有机锡复合稳定 剂等;其中,热稳定剂优选硬脂酸钡,硬脂酸钙、二月桂酸二正丁基锡、马来酸二(正) 丁基锡。所用的热稳定剂用量没有特别限定,一般为0.1-0.5wt%。
所述的助剂中的分散剂,能够使得聚合物混合液中固体絮凝团分散为细小的粒子而悬 浮于液体中,均一分散那些难于溶解于液体的固体及液体颗粒,同时也能防止颗粒的沉降 和凝聚,形成安定悬浮液,其包括但不仅限于以下任一种或任几种分散剂:阴离子型,如 烷基硫酸酯钠盐、烷基苯磺酸钠、石油磺酸钠;阳离子型;非离子型,如脂肪醇聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐脂肪酸聚氧乙烯醚;无机型,如硅酸盐、缩合磷酸盐;高分子型,如淀粉、 明胶、水溶性胶、卵磷脂、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、海藻酸钠、木质素磺酸盐、聚 乙烯醇等。其中,分散剂优选十二烷基苯磺酸钠、萘系亚甲基磺酸盐(分散剂N)、脂肪 醇聚氧乙烯醚,所用的分散剂用量没有特别限定,一般为0.3-0.8wt%。
所述的助剂中的乳化剂,能够改善包含助剂的聚合物混合液中各种构成相之间的表面 张力,使之形成均匀稳定的分散体系或乳浊液,其包括但不仅限于以下任一种或任几种乳 化剂:阴离子型,如高级脂肪酸盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸钠、琥珀酸酯磺酸盐、石油磺酸盐、脂肪醇硫酸盐、蓖麻油硫酸酯盐、硫酸化蓖麻酸丁酯盐、磷酸酯 盐、脂肪酰-肽缩合物;阳离子型,如烷基铵盐、烷基季铵盐、烷基吡啶盐;两性离子型, 如羧酸酯型、磺酸酯型、硫酸酯型、磷酸酯型;非离子型,如脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚 聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚环氧丙烷-环氧乙烷加成物、甘油脂肪酸酯、季戊四 醇脂肪酸酯、山梨醇及失水山梨醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、醇胺脂肪酰胺等。其中,优 选十二烷基苯磺酸钠、失水山梨醇脂肪酸酯、三乙醇胺硬脂酸酯(乳化剂FM),所用的乳 化剂用量没有特别限定,一般为1-5wt%。
所述的助剂中的阻燃剂,能够增加材料的耐燃性,其包括但不仅限于以下任一种或任 几种阻燃剂:磷系,如红磷、磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯二苯酯;含卤磷酸酯类,如三(2,3-二溴丙基)磷酸酯、磷酸三(2,3-二氯丙)酯;有机卤化 物,如高含氯量氯化石蜡、1,1,2,2-四溴乙烷、十溴二苯醚、全氯环戊癸烷;无机阻燃剂, 如三氧化二锑、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌;反应型阻燃剂,如氯桥酸酐、双(2,3-二 溴丙基)反丁烯二酸酯、四溴双酚A、四溴邻苯二甲酸酐等;其中,阻燃剂优选十溴二苯 醚、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯二苯酯、三氧化二锑。所用的阻燃剂用量没有 特别限定,一般为1-20wt%。
所述的助剂中的增韧剂,能够降低聚合物样品脆性,增大韧性,提高材料承载强度, 其包括但不仅限于以下任一种或任几种增韧剂:甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物树 脂、氯化聚乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂及其改性物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、乙丙胶、三元乙丙胶、顺丁胶、丁苯胶、苯乙烯-丁二烯 -苯乙烯嵌段共聚物等;其中,增韧剂优选乙丙胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(MBS)、氯化聚乙烯树脂(CPE)。所用的增韧剂用量没有特别限定,一般为5-10wt%。
所述的助剂中的偶联剂,能够改善聚合物样品与无机填充剂或增强材料的界面性能, 在塑料加工过程中降低材料熔体的粘度,改善填料的分散度以提高加工性能,进而使制品 获得良好的表面质量及机械、热和电性能,其包括但不仅限于以下任一种或任几种偶联剂: 有机酸铬络合物、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、磺酰叠氮偶联剂、铝酸酯偶联剂等;其中, 偶联剂优选γ-氨丙基三乙氧基硅烷(硅烷偶联剂KH550)、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲 氧基硅烷(硅烷偶联剂KH560)。所用的偶联剂用量没有特别限定,一般为0.5-2wt%。
所述的助剂中的溶剂,可以调节黏度,便于工艺操作,在产品制备过程或配制中使用。 其包括但不仅限于以下任一种或任几种:烃类(如环己烷、庚烷)、卤化烃(如二氯甲烷、氯仿、四氯甲烷)、芳烃(如甲苯、二甲苯)、酮类(如丙酮、甲基乙基酮)、醚类(如 乙醚、四氢呋喃、二氧六环)、酯类(如乙酸乙酯、乙酸丁酯)、二醇醚酯(如乙二醇乙 醚醋酸酯、丙二醇单甲醚醋酸酯)、二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等。 所用的溶剂用量没有特别限定,一般为1-200wt%。
所述的助剂中的润滑剂,能够提高聚合物样品的润滑性、减少摩擦、降低界面粘附性 能,其包括但不仅限于以下任一种或任几种润滑剂:饱和烃和卤代烃类,如固体石蜡、微晶石蜡、液体石蜡、低分子量聚乙烯、氧化聚乙烯蜡;脂肪酸类,如硬脂酸、羟基硬脂酸; 脂肪酸酯类,如脂肪酸低级醇酯、脂肪酸多元醇酯、天然蜡、酯蜡和皂化蜡;脂肪族酰胺 类,如硬脂酰胺或硬脂酸酰胺、油酰胺或油酸酰胺、芥酸酰胺、N,N’-乙撑双硬脂酰胺; 脂肪醇和多元醇类,如硬脂醇、鲸蜡醇、季戊四醇;金属皂类,如硬脂酸铅、硬脂酸钙、 硬脂酸钡、硬脂酸镁、硬脂酸锌等;其中,润滑剂优选固体石蜡、液体石蜡、硬脂酸、低 分子量聚乙烯。所用的润滑剂用量没有特别限定,一般为0.5-1wt%。
所述的助剂中的脱模剂,它可使聚合物样品易于脱模,表面光滑、洁净,其包括但不 仅限于以下任一种或任几种脱模剂:石蜡烃、皂类、二甲基硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油、蓖麻油、废机油、矿物油、二硫化钼、聚乙二醇、氯乙烯树脂、聚苯乙烯、硅橡胶、 聚乙烯醇等;其中,脱模剂优选二甲基硅油,聚乙二醇。所用的脱模剂用量没有特别限定, 一般为0.5-2wt%。
所述的助剂中的增塑剂,其能够增加聚合物样品的塑性,使得聚合物的硬度、模量、 软化温度和脆化温度下降,伸长率、曲挠性和柔韧性提高,其包括但不仅限于以下任一种 或任几种增塑剂:苯二甲酸酯类:邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二庚酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸丁 苄酯、邻苯二甲酸丁酯乙醇酸丁酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸双(十三)酯、对 苯二甲酸二(2-乙基)己酯;磷酸酯类,如磷酸三甲苯酯、磷酸(二苯-2-乙基)己酯; 脂肪酸酯类,如己二酸二(2-乙基)己酯、癸二酸二(2-乙基)己酯;环氧化合物类,如 环氧甘油酯类、环氧脂肪酸单酯类、环氧四氢邻苯二甲酸酯类、环氧大豆油、环氧硬脂酸 (2-乙基)己酯、环氧大豆油酸2-乙基己酯、4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯、 黄杨乙酰蓖麻油酸甲酯,二元醇脂类,如C5~9酸乙二醇酯、C5~9酸二缩三乙二醇酯;含 氯类,如绿化石蜡类、氯代脂肪酸酯;聚酯类,如乙二酸1,2-丙二醇系聚酯、癸二酸1,2- 丙二醇聚酯;石油磺酸苯酯、偏苯三酸酯、柠檬酸酯、季戊四醇和双季戊四醇酯等;其中, 增塑剂优选邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二异辛酯 (DIOP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、磷酸三甲苯酯 (TCP)。所用的增塑剂用量没有特别限定,一般为5-20wt%。
所述的助剂中的增稠剂,能够赋予聚合物混合液良好的触变性和适当的稠度,一般在 本发明的生产和半成品储存过程中使用,其包括但不仅限于以下任一种或任几种增稠剂: 低分子物质,如脂肪酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、烷基二甲胺氧化物、脂肪酸单乙醇 酰胺、脂肪酸二乙醇酰胺、脂肪酸异丙酰胺、脱水山梨醇三羧酸酯、甘油三油酸酯、椰子 酰胺丙基甜菜碱、2-烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉、钛酸酯偶联剂;高分子物质,如皂土、人工水辉石、微粉二氧化硅、胶体铝、植物多糖类、微生物多糖类、动物蛋白、纤维 素类、淀粉类、海藻酸类、聚甲基丙烯酸盐、甲基丙烯酸共聚物、顺酐共聚物、巴豆酸共 聚物、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯酮、聚乙烯醇、聚醚、聚乙烯甲醚脲烷聚合物等;其中, 增稠剂优选羟乙基纤维素、椰子油二乙醇酰胺、丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物。所用的增稠 剂用量没有特别限定,一般为0.1-1.5wt%。
所述的助剂中的触变剂,加入杂化动态聚合物体系中,增加聚合物体系的触变性。包 括但不仅限于以下任一种或任几种:气相白炭黑、氢化蓖麻油、膨润土、硅酸酐、硅酸衍生物、尿素衍生物等。所用的触变剂用量没有特别限定,一般为0.5-2wt%。
所述的助剂中的流平剂,能够保证聚合物涂膜的平整光滑均匀,改善涂膜表面质量、 提高装饰性,其包括但不仅限于以下任一种或任几种流平剂:聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯 基硅氧烷、醋酸-丁酸纤维素、聚丙烯酸酯类、有机硅树脂等;其中,流平剂优选聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酸酯。所用的流平剂用量没有特别限定,一般为0.5-1.5wt%。
所述的助剂中的着色剂,可以使聚合物产品呈现出所需要的颜色,增加表面色彩,其 包括但不仅限于以下任一种或任几种着色剂:无机颜料,如钛白、铬黄、镉红、铁红、钼铬红、群青、铬绿、炭黑;有机颜料,如立索尔宝红BK、色淀红C、苝红、嘉基R红、酞 菁红、永固洋红HF3C、塑料大红R和克洛莫红BR、永固橙HL、耐晒黄G、汽巴塑料黄R、 永固黄3G、永固黄H2G、酞青蓝B、酞青绿、塑料紫RL、苯胺黑;有机染料,如硫靛红、 还原黄4GF、士林蓝RSN、盐基性玫瑰精、油溶黄等;其中,着色剂的选用根据样品颜色 需求而定,不需要特别限定。所用的着色剂用量没有特别限定,一般为0.3-0.8wt%。
所述的助剂中的荧光增白剂,能使所染物质获得类似荧石的闪闪发光的效应,其包括 但不仅限于以下任一种或任几种荧光增白剂:二苯乙烯型、香豆素型、吡唑啉型、苯并氧 氮型、苯二甲酰亚胺型等;其中,荧光增白剂优选二苯乙烯联苯二磺酸钠(荧光增白剂CBS)、 4,4-双(5甲基-2-苯并噁唑基)二苯乙烯(荧光增白剂KSN)、2,2-(4,4’-二苯乙烯基)双 苯并噁唑(荧光增白剂OB-1)。所用的荧光增白剂用量没有特别限定,一般为0.002-0.03wt%。
所述的助剂中的消光剂,能够使得入射光到达聚合物表面时,发生漫反射,产生低光 泽的亚光和消光外观,其包括但不仅限于以下任一种或任几种消光剂:沉降硫酸钡、二氧 化硅、含水石膏粉、滑石粉、钛白粉、聚甲基脲树脂等;其中,消光剂优选二氧化硅。所 用的消光剂用量没有特别限定,一般为2-5wt%。
所述的助剂中的抗静电剂,可将聚合物样品中聚集的有害电荷引导或消除,使其不对 生产和生活造成不便或危害,其包括但不仅限于以下任一种或任几种抗静电剂:阴离子型 抗静电剂,如烷基磺酸盐、对壬基苯氧基丙烷磺酸钠、烷基磷酸酯二乙醇胺盐、烷基酚聚 氧乙烯基醚磺酸三乙醇胺、对壬基二苯醚磺酸钾、烷基聚氧乙烯基醚磺酸三乙醇胺、磷酸 酯衍生物、磷酸盐、磷酸聚环氧乙烷烷基醚醇酯、烷基双[二(2-羟乙基胺)]磷酸酯、磷酸酯衍生物、脂肪胺磺酸盐、丁酸酯磺酸钠;阳离子型抗静电剂,如脂肪铵盐酸盐、月桂 基三甲基氯化铵、十二烷基三甲胺溴化物、N,N-鲸蜡基-乙基吗啉硫酸乙酯盐、硬脂酰胺 丙基(2-羟乙基)二甲铵硝酸盐、烷基羟乙基二甲铵高氯酸盐、2-烷基-3,3-二羟乙基咪 唑啉高氯酸盐、2-十七烷基-3-羟乙基-4-羧甲基咪唑啉、N,N-双(α-羟乙基)-N-3(十 二烷氧基-2-羟丙基)甲铵硫酸甲酯盐;两性离子型抗静电剂,如烷基二羧甲基铵乙内盐、 月桂基甜菜碱、N,N,N-三烷基铵乙酰(N’-烷基)胺乙内盐、N-月桂基-N,N-二聚氧化乙 烯基-N-乙基膦酸钠、烷基二(聚氧乙烯)铵乙内盐氢氧化物、2-烷基-3羟乙基-3-乙酸盐 基咪唑啉季胺碱、N-烷基氨基酸盐;非离子型抗静电剂,如脂肪醇环氧乙烷加成物、脂肪 酸环氧乙烷加成物、烷基酚环氧乙烷加成物、磷酸三聚氧乙烯基醚酯、甘油单脂肪酸酯、 失水山梨醇单月桂酸酯的聚环氧乙烷加成物;高分子型抗静电剂,如乙二胺的环氧乙烷环 氧丙烷加成物、聚乙二醇-对苯二甲酸酯-3,5-二苯甲酸酯磺酸钠共聚物、聚烯丙酰胺N- 季铵盐取代物、聚4-乙烯基-1-丙酮基吡啶磷酸-对丁基苯酯盐等;其中,抗静电剂优选月 桂基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐(抗静电剂SN)、烷基磷酸酯二乙 醇胺盐(抗静电剂P)。所用的抗静电剂用量没有特别限定,一般为0.3-3wt%。
所述的助剂中的脱水剂,能除去体系中的水分,其包括但不仅限于以下任一种或任几 种:恶唑烷化合物(如3-乙基-2-甲基-2-(3-甲基丁基)-1,3-恶唑烷)、对甲基苯磺酰异氰酸酯、原甲酸三乙酯、乙烯基硅烷、氧化钙等。所用的脱水剂用量没有特别限定,一 般为0.1-2wt%。
所述的助剂中的杀菌防霉剂,可抑制细菌的生长,保持制品整洁的外观,延长使用寿 命;或者保护使用者、提升使用者的健康,如减少脚气等。其包括有机物和无机物,包括但不仅限于以下任一种或任几种:异噻唑啉酮衍生物,如5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、N-正丁基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、辛基异噻唑啉酮、2,4,4-三氯-2-羟基-二苯基醚、2-(4-噻唑基)苯并咪唑、8-羟基喹啉铜或双(8-羟基喹啉基) 铜;有机锡化合物,如富马酸三丁基锡、乙酸三丁基锡、双(三丁基锡)硫化物、双(三 丁基锡)氧化锡;N,N-二甲基-N’-苯基(氟二氯甲基硫代)磺酰胺;无机化合物或复合 物,如纳米银、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、超细铜粉、无机抗菌剂YY-Z50、 XT无机抗菌剂、复合抗菌剂KHFS-ZN。所用的杀菌防霉剂用量没有特别限定,一般为0.5-2 wt%。
所述的助剂中的发泡剂,能使得聚合物样品发泡成孔,从而得到质轻、隔热的聚合物 材料,其包括但不仅限于以下任一种或任几种发泡剂:物理发泡剂,如二氧化碳、氮气、氩气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、新戊烷、己烷、异戊烷、庚烷、异庚烷、 丙酮、苯、甲苯、甲醚、乙醚、石油醚、氯甲烷、二氯甲烷、二氯乙烯、二氯二氟甲烷、 三氟氯甲烷、氢氯氟烃-22、氢氯氟烃-142b、氢氟碳化合物-134a、氢氟碳化合物-152a、 氯氟烃-11、氯氟烃-12、氯氟烃-114;无机发泡剂,如碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵、碳 酸氨钠、叠氮化合物、硼氢化合物等;有机发泡剂,如N,N’-二亚硝基五次甲基四胺、N,N’ -二甲基-N,N’-二亚硝基对苯二甲酰胺、偶氮二甲酰胺、偶氮二碳酸钡、偶氮二碳酸二异 丙酯、偶氮甲酰胺甲酸钾、偶氮二异丁腈、4,4’-氧代双苯磺酰肼、3,3’-二磺酰肼二苯 砜、1,3-苯二黄酰肼、苯磺酰肼、三肼基三嗪、对甲苯磺酰氨基脲、联苯-4,4’-二磺酰 叠氮、重氮氨基苯;物理型微球/颗粒发泡剂,如阿克苏诺贝尔等公司生产的可发泡微球。 其中,发泡剂优选环保无害的二氧化碳、氮气、氩气,以及碳酸氢钠、碳酸铵、偶氮二甲 酰胺(发泡剂AC)、N,N’-二硝基五次甲基四胺(发泡剂H)、N,N’-二甲基-N,N’-二 亚硝基对苯二甲酰胺(发泡剂NTA)、物理型微球发泡剂。所用的发泡剂用量没有特别限 定,一般为0.1-30wt%。
所述的助剂中的助发泡剂,其包括但不仅限于发泡促进剂、发泡抑制剂、泡沫稳定剂 等。所述的发泡促进剂,其包括但不仅限于以下任一种或任几种:尿素、硬脂酸、月桂酸、水杨酸、三盐基性硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、硬脂酸铅、硬脂酸镉、硬脂酸锌、氧化锌、 ZB-530、KZ-110、MS-1;所述的发泡抑制剂,其包括但不仅限于以下任一种或任几种:马 来酸、富马酸、硬脂酰氯、苯二甲酰氯、马来酸酐、苯二甲酸酐、对苯二酚、萘二酚、脂 肪族胺、酰胺、肟、异氰酸酯、硫醇、硫酚、硫脲、硫化物、砜、环己酮、乙酰丙酮、六 氯环戊二烯、二丁基马来酸锡等;所述的泡沫稳定剂,其包括但不仅限于以下任一种或任 几种::硅油、磺化脂肪醇、磺化脂肪酸、月桂基硫酸钠、十二烷基二甲基氧化胺、烷基 醇酰胺、聚氧化乙烯、烷基芳基聚氧化乙烯醇、十三烷基醚、聚氧化乙烯山梨糖醇酐甘油 月桂酸酯、硅氧烷-乙烯氧化物的嵌段共聚物等。所用的助发泡剂用量没有特别限定,一 般为0.05-10wt%。
所述的助剂中的成核剂,能够通过改变聚合物的结晶行为,加快结晶速率、增加结晶 密度和促使晶粒尺寸微细化,达到缩短材料成型周期,提高制品透明性、表面光泽、抗拉强度、刚性、热变形温度、抗冲击性、抗蠕变性等物理机械性能的目的,其包括但不仅限 于以下任一种或任几种成核剂:苯甲酸、己二酸、苯甲酸钠、滑石粉、对苯酚磺酸钠、二 氧化硅、二苄叉山梨糖醇及其衍生物、乙丙橡胶、三元乙丙橡胶等;其中,成核剂优选二 氧化硅、二苄叉山梨糖醇(DBS)、三元乙丙橡胶。所用的成核剂用量没有特别限定,一 般为0.1-1wt%。
所述的助剂中的流变剂,能够保证聚合物在涂膜过程中具有良好的涂刷性和适当的涂 膜厚度,防止贮存时固体颗粒的沉降,能够提高其再分散性,其包括但不仅限于以下任一 种或任几种流变剂:无机类,如硫酸钡、氧化锌、碱土金属氧化物、碳酸钙、氯化锂、硫酸钠、硅酸镁、气相二氧化硅、水玻璃、胶态二氧化硅;有机金属化合物,如硬脂酸铝、 烷醇铝、钛螯合物、铝螯合物;有机类,如有机膨润土、氢化蓖麻油/酰胺蜡、异氰酸酯 衍生物、丙烯酸乳液、丙烯酸共聚物、聚乙烯蜡、纤维素酯等;其中,流变剂优选有机膨 润土、聚乙烯蜡、疏水改性碱性可膨胀乳液(HASE)、碱性可膨胀乳液(ASE)。所用的流 变剂用量没有特别限定,一般为0.1-1wt%。
所述的填料,其在聚合物样品中主要起到以下作用:①降低成型制件的收缩率,提高 制品的尺寸稳定性、表面光洁度、平滑性以及平光性或无光性等;②调节材料的粘度;③满足不同性能要求,如提高材料冲击强度及压缩强度、硬度、刚度和模量、提高耐磨性、 提高热变形温度、改善导电性及导热性等;④提高颜料的着色效果;⑤赋予光稳定性和耐 化学腐蚀性;⑥起到增容作用,可降低成本,提高产品在市场上的竞争能力。
所述的填料,选自以下任一种或任几种填料:无机非金属填料、金属填料、有机填料。
所述的无机非金属填料,包括但不仅限于以下任一种或任几种:碳酸钙、陶土、硫酸 钡、硫酸钙和亚硫酸钙、滑石粉、白炭黑、石英、云母粉、粘土、石棉、石棉纤维、正长 石、白垩、石灰石、重晶石粉、石膏、石墨、炭黑、石墨烯、氧化石墨烯、富勒烯、碳纳 米管、二硫化钼、矿渣、烟道灰、木粉及壳粉、硅藻土、赤泥、硅灰石、硅铝炭黑、氢氧 化铝、氢氧化镁、粉煤灰、油页岩粉、膨胀珍珠岩粉、导电炭黑、蛭石、铁泥、白泥、碱 泥、硼泥、玻璃微珠、树脂微珠、玻璃粉、水泥、玻璃纤维、碳纤维、石英纤维、炭芯硼 纤维、二硼化钛纤维、钛酸钙纤维、碳硅纤维、陶瓷纤维、晶须等。
所述的金属填料,包括但不仅限于以下任一种或任几种:金属粉末、纤维,其包括但 不仅限于铜、银、镍、铁、金等及其合金的粉末、纤维;纳米金属颗粒,其包括但不仅限 于纳米金颗粒、纳米银颗粒、纳米钯颗粒、纳米铁颗粒、纳米钴颗粒、纳米镍颗粒、纳米 Fe3O4颗粒、纳米γ-Fe2O3颗粒、纳米MgFe2O4颗粒、纳米MnFe2O4颗粒、纳米CoFe2O4颗粒、 纳米CoPt3颗粒、纳米FePt颗粒、纳米FePd颗粒、镍铁双金属磁性纳米颗粒、以及其他 在红外或者紫外或电磁作用下可以发热的纳米金属颗粒等;液态金属,其包括但不仅限于 汞、镓、镓铟液态合金、镓铟锡液态合金、其它镓基液态金属合金;金属有机化合物分子 或晶体以及其他在红外或者紫外或电磁作用下可以发热的物质等。
所述的有机填料,包括但不仅限于以下任一种或任几种:①天然有机填料,如天然橡 胶、棉花、棉绒、麻、黄麻、亚麻、石棉、纤维素、醋酸纤维素、木质素、淀粉、木粉等; ②合成树脂填料,如丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙 酸纤维素、聚三氟氯乙烯、氯化聚乙烯、氯化聚氯乙烯、环氧树脂、乙烯-丙烯共聚物、 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、高密度聚乙烯、高抗冲聚苯乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙 烯、三聚氰胺-甲醛树脂、聚酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、聚芳砜、聚苯并 咪唑、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇、聚酯、聚砜、聚 醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、酚醛树脂、四氟乙烯-全氟丙烷共聚物、聚酰亚胺、聚丙 烯酸甲酯、聚甲基丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯醚、聚丙烯、聚苯硫醚、聚苯砜、聚 苯乙烯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、 氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚偏氯乙烯、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯吡咯烷酮、脲醛树脂、 超高分子量聚乙烯、不饱和聚酯、聚醚醚酮等;③合成橡胶填料,如异戊橡胶、顺丁橡胶、 丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚丙烯酸酯橡 胶、聚氨酯橡胶、氯醚橡胶、热塑性弹性体等;④合成纤维填料,如黏胶纤维、铜氨纤维、 二乙酯纤维、三乙酯纤维、聚酰胺纤维、聚碳酸酯纤维、聚乙烯醇纤维、聚酯纤维、聚氨 酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇缩醛纤维、聚氯乙烯纤维、聚烯烃纤维、含氟纤维、聚 四氟乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、芳酰胺纤维或芳纶纤维等;⑤发泡聚合物颗粒和可发 泡聚合物颗粒。
其中,填料类型不限定,主要根据所需求的材料性能而定,优选碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、炭黑、石墨烯、(中空)玻璃微珠、发泡微球、可发泡颗粒、玻璃纤维、碳纤维、 金属粉、天然橡胶、蛋白质、树脂微珠,所用的填料用量没有特别限定,一般为1-30wt%。
在动态聚合物材料的制备过程中,助剂优选抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、增韧剂、增塑剂、发泡剂、阻燃剂。填料优选碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、炭黑、玻璃微珠、石墨烯、 玻璃纤维、碳纤维。
其中,所述的溶胀剂可包括但不限于水、有机溶剂、离子液体、齐聚物、增塑剂。其中,齐聚物也可以视为增塑剂。
所述的溶胀剂中的有机溶剂,作为举例,其选自包括但不限于以下任一种或任几种: 烃类(如环己烷、庚烷)、卤化烃(如二氯甲烷、氯仿、四氯甲烷)、芳烃(如甲苯、二 甲苯)、酮类(如丙酮、甲基乙基酮)、醚类(如乙醚、四氢呋喃、二氧六环)、酯类(如 乙酸乙酯、乙酸丁酯)、二醇醚酯(如乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇单甲醚醋酸酯)、二甲 基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等。
所述的溶胀剂中的离子液体一般由有机阳离子和无机阴离子组成,作为举例,阳离子 选自包括但不限于烷基季铵离子、烷基季瞵离子、1,3-二烷基取代的咪唑离子、N-烷基取 代的吡啶离子等;阴离子选自包括但不限于为卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离 子、也有CF3SO3 -、(CF3SO2)2N-、C3F7COO-、C4F9SO3 -、CF3COO-、(CF3SO2)3C-、(C2F5SO2)3C-、(C2F5SO2)2N-、 SbF6 -、AsF6 -等。本发明所使用的离子液体中,阳离子优选咪唑阳离子,阴离子优选六氟磷 酸根离子和四氟硼酸根离子。
所述的溶胀剂中的齐聚物,作为举例,其选自包括但不限于以下任一种或任几种:聚 乙二醇齐聚物、聚乙烯醇齐聚物、聚醋酸乙烯酯齐聚物、聚丙烯酸正丁酯齐聚物、液体石蜡等。
所述的溶胀剂中的增塑剂,作为举例,其选自包括但不限于以下任一种或任几种:苯 二甲酸酯类:邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二异辛 酯(DIOP)、邻苯二甲酸二庚酯、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)、 邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸丁酯乙醇酸丁酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸双(十三)酯、对苯二甲酸二(2-乙基)己酯;磷酸酯类,如磷酸三甲苯酯(TCP)、磷酸(二 苯-2-乙基)己酯;脂肪酸酯类,如己二酸二(2-乙基)己酯、癸二酸二(2-乙基)己酯; 环氧化合物类,如环氧甘油酯类、环氧脂肪酸单酯类、环氧四氢邻苯二甲酸酯类、环氧化 大豆油、环氧硬脂酸(2-乙基)己酯、环氧大豆油酸2-乙基己酯、4,5-环氧四氢邻苯二甲 酸二(2-乙基)己酯、黄杨乙酰蓖麻油酸甲酯,二元醇脂类,如C5~9酸乙二醇酯、C5~9酸二 缩三乙二醇酯;含氯类,如绿化石蜡类、氯代脂肪酸酯;聚酯类,如乙二酸1,2-丙二醇系 聚酯、癸二酸1,2-丙二醇聚酯;石油磺酸苯酯、偏苯三酸酯、柠檬酸酯、季戊四醇和双季 戊四醇酯等。其中,增塑剂优选DBP、DOP、DIOP、DIDP、DINP、TCP、环氧化大豆油。其 中,环氧化大豆油是一种性能优良的环保型塑料增塑剂,经精炼大豆油与过氧化物发生环 氧化反应制备,在聚合物制品中耐挥发、不易迁移、不易散失,这对保持制品光、热稳定 性和延长使用寿命是十分有益的。环氧化大豆油毒性极小,已被许多国家允许用于食品及 医药的包装材料,是美国食品药品管理局批准的唯一可用于食品包装材料的环氧类增塑 剂,因此更为优选。
在动态聚合物的制备过程中,对动态聚合物各组分原料的用量并未做特别的限定,本 领域的技术人员可根据实际制备情况以及目标聚合物性能进行调整。
对本发明的组合物的制造方法并无特别限定,例如,可通过辊、捏合机、挤出机、万能搅拌机等根据需要将添加剂与动态聚合物共混,再进行发泡等后续操作。
本发明的动态聚合物包含柔性嵌段聚合物分子,其中,含有至少一种超分子作用,赋 予动态聚合物广泛的用途。例如,利用超分子作用的动态性,所获得的动态聚合物或其组 成均具有良好的自修复性能,可以作为自修复性薄膜、泡沫、弹性体、涂层、粘结剂、玩具等使用,特别是自修复性弹性体可以在电子产品(如手机、平板电脑等)的组件和连接 件的密封,例如充电器和耳机孔的密封防水等,一旦充电器接头拔除后缺口可以自动愈合 防水。因为动态超分子交联的强动态性,所述动态聚合物具有优异的剪切增稠性,具有强 大的能量吸收和分散能量的能力,可以提供优异的阻尼、减震、抗冲击等吸能性能,可以 被广泛应用于各种阻尼、减震、缓冲以及运动和日常生活与工作的身体防护、军警身体防 护、防爆(帐篷、毯、墙等)、空降和空投防护、汽车防撞、电子材料抗冲击防护等。又 例如,基于超分子作用的动态性,所述动态聚合物还可以被应用于制备力传感器;基于剪 切增稠性,可以制备成魔幻玩具等。此外,当聚合物中含有非动态超分子作用时,可以提 高聚合物的强度、模量、尺寸稳定性等;同时由于动态性和非动态性超分子作用均可以作 为可牺牲键,可以增加材料的韧性和抗撕裂性。而当聚合物中含有两种或两种以上超分子 作用时,其正交或协同作用,可以使所得聚合物材料具有层次丰富的多重性能,如可以使 所述动态共聚物或其组成具有形状记忆功能。本发明的聚合物或其组成由于采用物理交 联,其特性赋予了材料的可回收和再加工性,加上具有自修复性,可以极大地降低材料的 使用成本,有利于提高资源的利用率和节能减排,在生物医用材料、军事、航空航天、能 源、建筑、运动、生活、休闲、生产等领域具有广泛的用途。
下面结合一些具体实施方式对本发明所述的动态聚合物材料做进一步描述。具体实施 例为进一步详细说明本发明,非限定本发明的保护范围。
实施例1
在二月桂酸二丁基锡(DBTDL)的催化下,将二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和等摩尔当量一端羟基封端的聚β-羟基丁酸酯(平均分子量约为3000Da)溶于DMF反应得到以异 氰酸酯基封端的聚酯。向含有2摩尔当量的异氰酸酯基封端的聚酯溶液中加入1摩尔当量 两端羟基封端的聚二甲基硅氧烷(平均分子量约为10000Da),待反应完全后,得到聚β -羟基丁酸酯-聚二甲基硅氧烷-聚β-羟基丁酸酯三段式聚合物。
将所得聚合物和马来酸酐溶于氯苯,使马来酸酐的初始质量体积浓度为3%。在130℃ 加入过氧化苯甲酰,使过氧化苯甲酰的初始浓度为0.2%,保持温度反应6小时,得到改性 聚β-羟基丁酸酯链段接枝马来酸酐的三段式聚合物。
在惰性气体保护下,将所得的改性聚β-羟基丁酸酯接枝马来酸酐、3-氨基-1,2,4-三 氮唑、4-氨基吡啶溶于二甲苯,保持马来酸酐侧基、3-氨基-1,2,4-三氮唑、4-氨基吡啶的摩尔比为3:2:1,于80℃搅拌反应,得到改性聚β-羟基丁酸酯链段侧基中含有金属配 体基团的三段式聚合物。
将多段式共聚物100质量份、生物可降解聚酯空心微球50质量份以及适量纳米级四 氧化三铁共混后注入模具,模压成型,得到本发明的动态聚合物泡沫制品。该聚合物具有 一定的弹性和韧性,可以将其制备成隔音隔热涂层。
实施例2
无水无氧条件下,将1摩尔当量偶氮二甲基N-2-羟丁基丙酰胺溶于甲苯,加入105摩 尔当量的醋酸乙烯酯。在回流温度下反应16小时,得到两端为羟基的聚醋酸乙烯酯。将所得两端为羟基的聚醋酸乙烯酯与2摩尔当量4-哒嗪羧酸在DCC和DMAP的催化下反应, 得到两端为哒嗪配体基团的聚醋酸乙烯酯。
无水无氧条件下,以AIBN为引发剂,单质碘为链转移剂,引发醋酸乙烯酯的衰减链转移聚合,得到一端以碘原子封端的聚醋酸乙烯酯。将所得的聚醋酸乙烯酯与两端氨基封端的聚异丁烯反应,得到聚醋酸乙烯酯-聚异丁烯-聚醋酸乙烯酯三段式聚合物。将所得三段式聚合物溶于四氢呋喃,加入含有氢氧化钾的甲醇溶液,在室温下反应,得到聚醋酸乙烯酯链段部分醇解的共聚物。将所得共聚物与4-哒嗪羧酸在DCC和DMAP的催化下反应, 保持侧羟基与羧基的摩尔比为1:1,得到聚醋酸乙烯酯链段带有侧氨基甲酸酯基的聚醋酸 乙烯酯-聚异丁烯-聚醋酸乙烯酯三段式聚合物。
将100质量份三段式聚合物和30质量份两端为配体基团的聚醋酸乙烯酯以及10质量 份末端含有4,4'-二氨基联苯-2,2'-二磺酸配体的聚乙二醇与二价铁离子形成的金属有机 笼充分共混,得到本发明的动态聚合物。该动态聚合物具有较强的韧性和弹性,可将其包 覆在易碎物品的表层,吸收冲击能量保护物品的完整性。
实施例3
在氮气保护下,将10摩尔当量乙二醇单烯丙基醚(平均分子量约500Da)和1摩尔当量甲醇钾共混,在95℃缓慢滴加70摩尔当量的环氧丙醇,得到端基为羟基具有枝化结 构的烯烃单体3a。在氮气保护下,将端基为羟基具有枝化结构的烯烃单体3a与和羟基等 摩尔当量的异氰酸乙酯在DBTDL的催化下于二氯甲烷中反应,得到烯烃单体3b。将5摩尔 当量所得二醇3c、20摩尔当量1,6-己二醇、23摩尔当量己二酰氯混合,在三乙胺的催化 下,得到两端为羟基具有枝化侧基且枝化侧基末端含氨基甲酸酯基的改性聚酯。
将3摩尔当量所得的改性聚酯、2摩尔当量两端为羟基的聚二甲基硅氧烷、4当量己二酰氯混合,在三乙胺的催化下,得到本发明的动态聚合物。所得的动态聚合物可同时用于电子产品的封装,对元器件有防震防冲击的保护功能。
实施例4
以1摩尔当量对甲苯磺酸丙炔酯为引发剂1摩尔当量己炔酸为终止剂,进行10摩尔当量2-(3-乙基庚基)-2-恶唑啉的开环聚合,得到两端以炔基封端的聚(2-恶唑啉)。
在无水条件下,将1摩尔当量化合物4a与1摩尔当量2,6-二异丙基苯异氰酸酯溶于四氢呋喃,在室温下反应16小时,得到一端为烯基的UPy衍生物。将所得的一端为烯基 的UPy衍生物分别与等摩尔当量的巯基乙酸在BDK与紫外光的共同作用下反应,将烯基转 化为羧基。将等摩尔当量的6-庚炔酸与炔丙胺在在缩合剂2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1,2- 二氢喹啉的存在下进行酰化反应,得到两端为炔基的化合物4b。
取5摩尔当量化合物4b、5摩尔当量两端丙炔基封端的聚(2-恶唑啉)与9摩尔当量两端叠氮基封端的十一聚乙二醇进行叠氮-炔反应,得到两端以炔基封端的改性聚醚/聚(2-恶唑啉)共聚物。
将一端为羟基封端的一端为溴原子的聚丙烯酸丁酯与过量的叠氮化钠反应,得到一端 为羟基一端为叠氮基的聚丙烯酸丁酯。取2摩尔当量所得聚苯乙烯和1摩尔当量所得的改 性聚醚/聚(2-恶唑啉)共聚物进行叠氮-炔点击反应,得到两端以羟基封端的聚丙烯酸丁 酯-改性聚醚/聚(2-恶唑啉)共聚物-聚丙烯酸丁酯三段式共聚物。
将所得的三段式共聚物与一端为羧基的UPy衍生物在DCC和DMAP的催化下反应,得到UPy-聚丙烯酸丁酯-改性聚醚/聚(2-恶唑啉)共聚物-聚丙烯酸丁酯-UPy共聚物。以该 聚合物制得的胶黏剂、封堵胶、夹层胶,具有缓冲减震的作用。
实施例5
将五氟碘苯与过量的1,4-丁二醇在碳酸铯的存在下于80℃回流反应得到化合物4-(4- 碘-2,3,5,6-四氟苯氧)丁基-1-醇。将所得的化合物与丙烯酰氯在三乙胺的催化下反应, 得到带有卤代苯基的丙烯酸酯类单体。将等摩尔当量的4-吡啶丁酸和丙烯酸羟乙酯在DCC 和DMAP的催化下反应,得到带有吡啶基的丙烯酸酯类单体。
无水无氧条件下,向反应容器依次加入PMDETA、溴化亚铜、α-溴代丙酸乙酯、丙烯酸丁酯、带有卤代苯基的丙烯酸酯类单体、带有吡啶基的丙烯酸酯类单体,保持六者摩尔比为1:1:1:20:10:10,在70℃下进行反应。反应后将所得的聚丙烯酸酯加入四氢呋喃溶解,以四氢铝锂为还原剂,室温下反应6小时候在甲醇中沉淀得到一端羟基封端的改性聚丙烯酸酯。
无水无氧条件下,将2摩尔当量所得的改性聚丙烯酸酯和1摩尔当量两端羧基封端的 聚异丁烯在DCC和DMAP的催化下反应,得到本发明的动态共聚物。该动态聚合物能够用于玻璃连接缝隙的填充,在牢固连接玻璃的基础上,还能减小外界震动对玻璃的影响,提高玻璃的使用寿命。
实施例6
将1摩尔当量1-甲基-1H-咪唑-4,5-二羧酸和2摩尔当量二乙二醇单乙烯基醚在DCC 和DMAP的催化下反应,得到骨架中含有咪唑基的二烯化合物。将3,4-二碘苯甲酸和等摩 尔当量的1,4-戊二烯-3-醇在DCC和DMAP的催化下反应,得到侧基中含有碘代苯基的二烯 化合物。将1摩尔当量两端羧基封端的聚己内酯和2摩尔当量的2-巯基乙醇在DCC和DMAP的催化下反应,得到两端巯基封端的聚己内酯。
将10摩尔当量三乙二醇二乙烯基醚、4摩尔当量所得到的骨架中含有咪唑的二烯化合 物、13摩尔当量1,3-丙二硫醇在光引发剂BDK的存在下在紫外光下反应,得到两端为烯 基骨架中含有咪唑基的聚硫醚链段。将10摩尔当量三乙二醇二乙烯基醚、4摩尔当量所得 到的侧基中含有碘代苯基的二烯化合物、13摩尔当量1,3-丙二硫醇在光引发剂BDK的存在下在紫外光下反应,得到两端为烯基侧基中含有碘代苯基的聚硫醚链段。将3摩尔当量两端巯基封端的聚己内酯、2摩尔当量两端为烯基骨架中含有咪唑基的聚硫醚链段、2摩 尔当量两端为烯基侧基中含有碘代苯基的聚硫醚链段在光引发剂BDK的存在下在紫外光下反应,得到本发明的动态聚合物。该动态聚合物可作为魔幻玩具。
实施例7
将2摩尔当量1,4,5,8-萘四甲酸酐溶于KOH水溶液(两者浓度都为5g/L),并使用磷酸将pH值调整至6.3。加入1摩尔当量2,2′-(乙烯二氧)双(乙胺)并搅拌20分钟,再 加入磷酸将pH值调整至6.3,于110℃反应24小时,得到双萘四碳二酰亚胺类化合物7a。
在惰性气体保护下,将5摩尔当量化合物7a、6摩尔当量两端氨基封端的聚异丁烯(平 均分子量约为1000Da)在DMSO和甲苯的混合溶液中回流反应20小时,得到两端氨基封端骨架中含有萘四碳二酰亚胺基的改性聚异丁烯。将6摩尔当量所得的改性聚异丁烯和5摩尔当量两端羧基封端的聚二甲基硅氧烷进行酰化反应,得到改性聚异丁烯-聚二甲基硅氧烷多嵌段共聚物。
将2摩尔当量1-芘丁酸和1摩尔当量两端氨基封端的聚异丁烯(平均分子量约为2000 Da)在缩合剂2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1,2-二氢喹啉的存在下进行酰化反应,得到两端以 芘基封端的改性聚异丁烯。
将所得的改性聚异丁烯-聚二甲基硅氧烷多嵌段共聚物和两端以芘基封端的改性聚异 丁烯共混,计为100质量份,保持萘四碳二酰亚胺基和芘基的摩尔比为2:1,与5质量份的纤维素纳米晶共混,模压成型,得到本发明的动态聚合物。以该材料作为衬垫,可用于 消音减震。
实施例8
将20摩尔当量2,2-二(烯丙基氧甲基)-1-丁醇与10摩尔当量两端烯基封端的聚乙二 醇(平均分子量约为500)在0.3摩尔当量的Hoveyda-Grubbs一代催化剂的催化下于80℃进行双烯复分解聚合反应,得到侧基含有羟基骨架含有双键的改性聚醚。
将16-氨基蒽酮紫和等摩尔当量的1,6-己二异氰酸酯反应,得到带有异氰酸酯基的蒽 酮紫。将所得的带有异氰酸酯基的蒽酮紫和所得的侧基含有羟基骨架含有双键的改性聚醚 共混,并保持异氰酸酯基和侧羟基的摩尔比为1:2,在DBTDL的催化下反应得到带有蒽酮 紫侧基和侧羟基的改性聚醚。
无水无氧条件下,将一定量所得的改性聚醚溶于吡啶,在0℃搅拌下缓慢滴加2-溴异 丁酰溴,保持聚醚中侧羟基与2-溴异丁酰溴的摩尔比为1:1,再升温至室温反应24小时,得到侧基含溴的聚醚。无水无氧条件下,保持所得聚醚侧基中溴和丙烯酸丁酯、丙烯腈的摩尔比为1:25:15,以茴香醚为溶剂,在溴化亚铜和PMDETA的催化下进行聚合,得到聚醚 接枝(聚丙烯酸乙酯-丙烯腈无规共聚物)。所得到的动态聚合物,其具有良好的可塑性 和韧性,可将其制成减震器填充材料进行使用。
实施例9
将1摩尔当量乙醇、70摩尔当量环氧丙烷、30摩尔当量1,2-环氧基-5-己烯混合反应 制备一端为羟基侧基含有烯基的聚丙二醇。在-78℃,将1摩尔当量δ-戊内酯滴入含有1摩尔当量二异丙基氨基锂的四氢呋喃溶液,充分搅拌均匀后,加入含有1.1摩尔当量的3-溴丙炔的甲苯溶液,在-40℃进行反应。反应后,将粗产物在140℃下短程蒸馏,得到内酯 单体9a。无水条件下,将1摩尔当量所得的一端羟基封端的聚丙二醇与50摩尔当量的内 酯单体9a在辛酸亚锡的催化下在110℃下反应,得到聚酯端羟基封端的改性聚酯-改性聚 醚共聚物。
将1摩尔当量叠氮甲烷与10摩尔当量的2,6-二(乙炔基)吡啶进行叠氮-炔点击反应, 得到化合物9b。将10摩尔当量1,11-二叠氮基-3,6,9-三氧杂十一烷与所得的化合物9b进行叠氮-炔点击反应,得到化合物9c。
将低密度聚乙烯(平均分子量约为50000Da)溶于二甲苯,加入100摩尔当量的马来酸酐,当溶液温度升至130℃后,加入溶于二甲苯的引发剂过氧化二异丙苯,恒温反应1 至3小时后得到低密度聚乙烯接枝马来酸酐。
在惰性气体保护下,将聚乙烯接枝马来酸酐共聚物和与马来酸酐侧基等摩尔当量的聚 酯-聚醚共聚物溶于二甲苯,搅拌下加入催化剂对甲苯磺酸钠,于105℃搅拌反应,得到聚 乙烯接枝改性(聚酯-聚醚)共聚物。
将所得的共聚物和2-叠氮基乙氨、化合物9c溶于四氢呋喃,保持炔基和2-叠氮基乙 氨、化合物9c的摩尔比为10:9:1,在碘化亚铜和吡啶的催化下,在35℃下反应得到聚酯段侧基含有氨基和金属配体的多段式共聚物。
将所得的聚乙烯接枝改性(聚酯-聚醚)共聚物与一定量的2-巯基乙磺酸混合,保持 聚醚段侧烯基与2-巯基乙磺酸的摩尔比为1:1,以安息香双甲醚为光引发剂,在紫外灯下 光照反应,得到本发明的柔性嵌段聚合物分子。将100质量份所得的柔性嵌段聚合物分子, 适量的硫酸铜溶液,20质量份的硬脂酸钠,5质量份的碳酸氢钠和0.1质量份凡士林油充 分共混,挤出成型得到相应的泡沫制品。该轻质泡沫制品作为包装材料,用于隔音、缓冲减震。
实施例10
以1摩尔当量β-环糊精为引发剂,引发2100摩尔当量的环氧乙烷的开环聚合,得到以羟基封端的二十一臂聚环氧乙烷。在氮气保护下,将70摩尔当量2-溴异丁酰溴和1摩 尔当量所得的多臂聚合物溶于二氯甲烷,在100摩尔当量三乙胺的催化下于0℃反应得到 二十一官能大分子引发剂。以1摩尔当量所得的大分子引发剂为引发剂,引发315摩尔当 量丙烯酸甲酯和105摩尔当量2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱的聚合,得到本发明的多臂柔 性嵌段聚合物分子。将所得的聚合物溶胀于水,得到本发明的动态聚合物水凝胶。该凝胶 可以用于制作军警防护设备,吸收冲击能。
实施例11
以二叔丁基过氧化物为引发剂,以三硫代碳酸酯为链转移剂,在125℃下进行异戊二 烯的聚合,得到单端羧基封端的聚异戊二烯。将支化型聚乙烯亚胺与一定量羧基封端的聚 异戊二烯反应,保持端氨基与羧基的摩尔比为1:1,得到聚乙烯亚胺接枝聚异戊二烯。将1摩尔当量所得的聚乙烯亚胺接枝聚异戊二烯和20摩尔当量单取代巯基β-环糊精和光引发剂BDK在四氢呋喃中反应,得到聚异戊二烯链段带有β-环糊精侧基的聚乙烯亚胺接枝 聚异戊二烯。
以二叔丁基过氧化物为引发剂,以三硫代碳酸酯为链转移剂,引发丙烯酸锂盐和丙烯 酸乙酯共聚,保持引发剂、链转移剂、丙烯酸锂盐和丙烯酸乙酯的摩尔比为1:1:10:40, 得到一端羧基封端的丙烯酸锂盐-丙烯酸乙酯无规共聚物。
无水条件下,将乙烯充满2L的反应器并维持1大气压,加入反应器体积14%的甲苯以 及体积0.95%的丁二烯甲苯溶液(9wt%)。于40℃加入含有催化剂11a,AliBu3和 [Ph3C][B(C6F5)4]的催化剂溶液20毫升,同时,以6毫升每分钟的速度滴入反应器体积6% 的丁二烯甲苯溶液(9wt%)。丁二烯溶液全部滴加后,迅速加入20毫升酸化甲醇,并将 产物在乙醇中沉淀,得到乙烯-丁二烯无规共聚物。将所得的无规共聚物、2-巯基乙醇、 1-巯基金刚烷和光引发剂BDK在四氢呋喃中反应,保持烯基与2-巯基乙醇、1-巯基金刚烷 以及BDK的摩尔比约为50:5:5:1,得到带有侧羟基和侧金刚烷的乙烯-丁二烯无规共聚物。
将带有侧羟基的乙烯-丁二烯无规共聚物和一定量一端羧基封端的丙烯酸锂盐-丙烯 酸乙酯无规共聚物在DCC和DMAP的催化下反应,保持羟基、羧基的摩尔比为1:1,得到乙 烯-丁二烯无规共聚物接枝丙烯酸锂盐-丙烯酸乙酯无规共聚物。
将等摩尔当量的乙烯-丁二烯无规共聚物接枝丙烯酸锂盐-丙烯酸乙酯无规共聚物和 聚乙烯亚胺接枝聚异戊二烯共混,得到本发明的动态聚合物。该动态聚合物的两种超分子 作用具有正交性,其中一种在溶剂等刺激下解离而通过另一种超分子作用仍能保持超分子 交联结构。
实施例12
将等摩尔当量的丙烯酰氯和3-碘-1-丙醇在三乙胺的催化下反应,再将所得产物与等 摩尔当量的1-丁基咪唑共混于40℃下反应2天后加入微过量的氟硼酸钠,得到含有离子 液体基团的丙烯酸酯单体。
将1摩尔当量4-(氯甲基)苯甲酰氯溶于乙醚/正己烷等体积比的混合溶液,于0℃缓 慢滴入含有1.3摩尔当量过氧化锂的水溶液,并于0℃反应6小时,得到过氧化双官能引发剂。以乙腈为溶剂,以所得的双官能引发剂于90℃引发偏二氟乙烯和六氟丙烯的自由基共聚合,得到两端为氯原子的含氟共聚物。以所得的双官能引发剂引发所得含有离子液体基团的丙烯酸酯单体的自由基共聚合,得到两端为氯原子的聚离子液体。
以叠氮化钠为叠氮化试剂,将所得的两端为氯原子的含氟共聚物和聚离子液体分别进 行叠氮化反应,得到两端为叠氮基的含氟共聚物和聚离子液体。将3摩尔当量两端为叠氮 基的含氟共聚物、3摩尔当量两端为叠氮基的聚离子液体与7摩尔当量两端炔基封端的聚 乙二醇(平均分子量约为5000Da)进行叠氮-炔点击反应,得到本发明的动态聚合物。将 所得动态聚合物和2-8%质量分数的石墨烯共混,可使聚合物具有导电性和压力响应性,在 不同应力的作用下具有不同的电导率;而且应力刺激速度越快,其力学性能越好,可将其 制成一种抗冲击的应力传感器进行使用。
实施例13
在0℃,将1摩尔当量季戊四醇和4摩尔当量吡啶溶于无水四氢呋喃,将4摩尔当量2-溴丙酰溴在氮气保护下缓慢滴入溶液。将溶液温度升至室温,反应16小时后,过滤除 沉淀。将滤液浓缩除溶剂后,于乙醇中重结晶,得到中间产物13a。将1摩尔当量13a和 6摩尔当量碘化钠分别溶于丙酮,并将两溶液迅速混合并搅拌,待反应完全后,滤掉沉淀, 除溶剂,将粗产物以二氯甲烷为洗液经短硅胶柱除杂后在甲醇中重结晶,得到四官能引发 剂13b。
无氧条件下,以次亚硫酸钠为催化剂,碳酸氢钠为助剂,所得的13b为引发剂,在水中进行氯乙烯单体的聚合,保持单体、催化剂、助剂、引发剂的摩尔比为200:2:2.2:1, 以Celvol 540(0.293g/mL)和Methocel K100(0.11g/mL)为稳定剂,于25℃下反应, 得到以碘原子封端的四臂聚氯乙烯。
重复前述步骤,以2-溴丙酸甲酯代替13a,反应得到单端为碘原子封端的聚氯乙烯。 将所得单端为碘原子封端的聚氯乙烯和4-巯基苯甲醇溶于环己烷在60℃反应12小时,保 持侧基氯原子和4-巯基苯甲醇的摩尔比约为20:1,得到含侧羟基的改性聚氯乙烯。将所得改性聚氯乙烯与一定量(6-苯基-2,2'-双吡啶)-4-羧酸反应,保持侧羟基与羧基的摩 尔比为1:1,以DCC和DMAP为催化剂,得到含有侧超分子基团的聚氯乙烯13c。
无水无氧条件下,将1摩尔当量所得的以碘原子封端的四臂聚氯乙烯,4摩尔当量铜, 12摩尔当量三(2-二甲氨基乙基)胺,60摩尔当量丙烯酸甲酯溶于DMSO,于25℃搅拌反应, 待反应完全后,加入四氢呋喃,沉淀与水/甲醇混合溶液,得到聚氯乙烯-聚丙烯酸甲酯四 臂共聚物。
无水无氧条件下,将所得1摩尔当量四臂式共聚物,4摩尔当量二亚硫酸钠,4.4摩尔当量碳酸氢钠和20摩尔当量烯丙基羟乙基醚溶于DMSO,在70℃反应4小时,将浓缩反 应溶液在甲醇中沉淀,得到以羟基封端的四臂共聚物。重复该步骤,以单端为碘原子封端 的改性聚氯乙烯代替四臂共聚物,反应得到单端羟基封端的改性聚氯乙烯。
将所得单端羟基封端的聚氯乙烯和等摩尔当量的2,4-TDI溶于二氯甲烷,在TDBDL的 催化下,反应得到一端以异氰酸酯基封端的聚氯乙烯。将4摩尔当量所得一端以异氰酸酯 基封端的改性聚氯乙烯和1摩尔当量四臂聚合物溶于二氯甲烷,在TDBDL的催化下,反应得到以改性聚氯乙烯封端的四臂式聚合物。
将所得的四臂聚合物100质量份、与侧超分子基团等摩尔当量的PtCl2(DMSO)2、环氧大豆油70质量份、磷酸三甲苯酯50质量份,聚乙烯吡咯烷酮微球20质量份混合均匀, 置于模具中于180℃保温30分钟,冷却后得到相应的动态聚合物增塑剂溶胀凝胶。该动态 聚合物凝胶除良好柔韧性外,还具有一定的吸湿性,可以作为骨科矫形材料使用。
实施例14
三聚氰酸和6-氯-1-己烯保持摩尔比4:1,溶于无水二甲基亚砜,在碳酸钾催化下在 80℃下搅拌反应15小时,得到含氢键基团的烯烃单体14a。将2摩尔当量含有羟基的汉密尔顿受体14b与1摩尔当量的己二酰氯反应,得到二官能汉密尔顿受体。
将5摩尔当量6,6’-二氯(2,2’-联吡啶)-4,4’二甲酸二甲酯和6摩尔当量两端羟基封端的聚乙二醇进行酯交换反应,得到骨架含有联吡啶的聚醚。无水无氧条件下,将所得聚醚与二苯基膦锂在0℃下反应6小时,保持联吡啶上氯原子与二苯基膦锂的摩尔比为1:1,得到骨架含有联吡啶与苯基磷侧基的聚醚。
将2摩尔当量两端羟基封端的聚二甲基硅氧烷与10摩尔当量的己二酰氯在三乙胺的 催化下反应,待反应完全后,除去未反应的己二酰氯,加入1摩尔当量所得聚醚继续反应。 待反应完全后,向反应液中再加入2摩尔当量两端羟基封端的含氢聚二甲基硅氧烷继续反 应。得到含有聚二甲基硅氧烷、含氢聚二甲基硅氧烷和改性聚醚三种链段的多嵌段聚合物。
以氯铂酸为催化剂,将含有1摩尔当量硅氢的所得多嵌段聚合物与1摩尔当量的化合 物14a在环己酮中于90℃下反应3小时。将所得聚合物与二官能汉密尔顿受体以及四氟硼 酸银共混,并保持三聚氰酸侧基和汉密尔顿受体的摩尔比为5:1,联吡啶基和银离子的摩 尔比为1:2,得到本发明的动态聚合物。向100质量份所得的动态聚合物中加入防老剂D1 质量份、促进剂CZ 1质量份、轻质碳酸钙20质量份、石蜡油6质量份和发泡剂H 8质量 份,充分混合后置于模具中,在125℃发泡20分钟,冷却脱模后继续在150℃保温15分 钟,得到相应的泡沫制品。得到的聚合物泡沫材料比重轻、易成型,可将其作为隔音、隔 热墙体填充材料进行使用。
实施例15
将1,10-癸二胺和等摩尔当量催化剂原乙酸三乙酯在苯酚的存在下反应,得到两端氨 基封端的聚脒。将两端羧基封端的聚异丁烯和所得的两端氨基封端的聚脒进行酰化反应, 得到聚异丁烯-聚脒多嵌段聚合物。
无水无氧条件下,向反应容器中依次添加溶剂苯甲醚、1摩尔当量对甲苯磺酰氯、2摩尔当量PMDTA、30摩尔当量甲基丙烯酸叔丁酯和50摩尔当量丙烯酸正丁酯,混合均匀 后,加入1摩尔当量氯化亚铜,在60℃下反应12小时。得到一端以氯原子封端的甲基丙 烯酸叔丁酯-丙烯酸正丁酯无规共聚物。将所得的无规共聚物在三氟乙酸中水解完全,得 到甲基丙烯酸-丙烯酸正丁酯无规共聚物。将1摩尔当量两端羧基封端的聚异丁烯与2摩 尔当量3-丁炔-1-醇在DCC和DMAP的催化下反应,得到两端炔基封端的聚异丁烯。将1摩 尔当量所得的以氯原子封端的甲基丙烯酸-丙烯酸正丁酯无规共聚物溶于二甲基甲酰胺, 加入2摩尔当量的叠氮化钠,反应得到叠氮基封端的无规共聚物。将2摩尔当量所得叠氮 基封端的无规共聚物和1摩尔当量两端炔基封端的聚异丁烯溶于四氢呋喃,在碘化亚铜和 吡啶的催化下,在35℃下反应得到(甲基丙烯酸-丙烯酸正丁酯)无规共聚物-聚异丁烯- (甲基丙烯酸-丙烯酸正丁酯)无规共聚物三段式共聚物。
将所得的聚异丁烯-聚脒多嵌段聚合物和(甲基丙烯酸-丙烯酸正丁酯)无规共聚物- 聚异丁烯-(甲基丙烯酸-丙烯酸正丁酯)无规共聚物三段式共聚物按质量比1:1混合,得 到本发明的动态聚合物,可将其制作成军警身体或头部防护材料进行使用。
实施例16
在无水无氧条件下,以环辛烯为单体,以Grubbs二代催化剂为催化剂,以马来酸为链转移剂,保持催化剂、链转移剂和单体的摩尔比为1:4000:20000。以四氢呋喃为溶剂, 在40℃下反应2小时。用乙烯基乙醚淬灭聚合反应,并在甲醇中沉淀产物,得到两端基为 羧基的聚环辛烯。将1摩尔当量所得的聚环辛烯和2摩尔当量单端羟基封端的聚丙烯腈- 聚丙烯酸丁酯无规共聚物溶于二氯甲烷,以DCC和DMAP为催化剂,得到聚丙烯腈-改性聚 环辛烯-聚丙烯腈三段式共聚物。将1摩尔当量所得的三段式共聚物和15摩尔当量2-氨基 -4-巯基丁酸溶于甲苯,加入0.1摩尔当量的偶氮二异丁氰(AIBN),在60℃下反应,得 到本发明的动态聚合物。以该动态聚合物作为空降和空投的防护材料,用于抗冲击。
实施例17
在无水无空气90℃条件下,将氧化柠檬烯和催化剂17a溶于甲苯,保持氧化柠檬烯和 催化剂的摩尔比为50:1,向反应容器中通入10bar二氧化碳,反应完全后,将粗产物用甲醇沉淀得到一端羟基封端的聚柠檬烯碳酸酯。
将4-巯基丁酸与等摩尔当量的4-羟甲基-四硫富瓦烯共混,在DCC和DMAP的催化下反应,得到巯基功能化的四硫富瓦烯。将含有100摩尔当量侧烯基的共聚物与35摩尔当 量巯基功能化的四硫富瓦烯、65摩尔当量3-巯基丙酸正丁酯溶于四氢呋喃充分共混,在 光引发剂BDK的存在下和紫外灯的照射下反应,得到一端为羟基的改性聚柠檬烯碳酸酯。
将等摩尔当量的呋喃和马来酰亚胺在二氯甲烷中反应,得到呋喃-马来酰亚胺加合物。 在无水无氧条件下,将一定量的单体呋喃-马来酰亚胺加合物和环辛烯混合,控制两者摩 尔数的比值约为1:10,以Grubbs二代催化剂为催化剂,以马来酸为链转移剂,保持催化 剂、链转移剂和单体的摩尔比为1:4000:20000。以四氢呋喃为溶剂,在40℃下反应2小时。用乙烯基乙醚淬灭聚合反应,并在甲醇中沉淀产物,得到两端基为羧基骨架含有马来酰亚胺的改性聚环辛烯。
将2摩尔当量所得的聚柠檬烯碳酸酯与1摩尔当量两端基为羧基骨架含有马来酰亚胺 的改性聚环辛烯在DCC和DMAP的催化下反应,得到聚柠檬烯碳酸酯-改性聚环辛烯-聚柠 檬烯碳酸酯三段式共聚物。以该材料作为防爆墙夹层,用于提供优良的抗冲击性能。
实施例18
将1摩尔当量6-碘-1-己炔和4摩尔当量4,4’-联吡啶在DMF/MeOH的混合溶液中于80℃充分反应,除去未反应物后,将所得产物与1摩尔当量碘甲烷于80℃充分反应,得到 一端为炔基的联吡啶鎓碘盐。
将2-氯环己酮溶于二氯甲烷,加入间氯过氧苯甲酸(mCPBA)0.12mol,保持2-氯环己酮与mCPBA的摩尔比为10:12,反应得到α-氯-ε-己内酯。将1摩尔当量两端羟基封端 的聚乙二醇(平均分子量约为5000Da)与50摩尔当量的己内酯和30摩尔当量的α-氯- ε-己内酯在辛酸亚锡的催化下在110℃下反应,得到聚酯侧基含有氯原子的改性聚酯-聚 醚-改性聚酯共聚物。将所得的侧基含有氯原子的共聚物溶于二甲基甲酰胺,加入氯原子2 摩尔当量的叠氮化钠,反应得到侧基含有叠氮基的共聚物。将侧基含有叠氮基的共聚物, 叠氮基等摩尔当量的一端为炔基的联吡啶鎓碘盐溶于四氢呋喃,在碘化亚铜和吡啶的催化 下,在35℃下反应得到侧基含有联吡啶鎓基的共聚物。
将100质量份所得共聚物与一定量的葫芦[8]脲共混,保持联吡啶鎓基和葫芦[8]脲的 摩尔比为4:1,加入2-5质量份的抗氧剂连二亚硫酸钠、2质量份的碳纳米管、50质量份1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐,得到本发明的动态聚合物离子凝胶。这种动态聚合物离子凝胶稳定性好,可应用于染料太阳能电池、制动器、超级电容器、人工肌肉和电致变色 器件等领域,还可以作为电、应力等传感材料。
实施例19
将3A-氨基-3A-脱氧-(2AS,3AS)-α-环糊精和等摩尔当量的3-异氰酸丙烯反应,得到 带有一个烯基的α-环糊精。
将1摩尔当量的八甲基环四硅氧烷和1摩尔当量四甲基环四硅氧烷在乙酸中共混,在 0.02摩尔当量的浓硫酸催化下于130℃反应。充分反应后,将反应溶液静置冷却,用氯化钠水溶液和碳酸钙水溶液洗至中性,脱去溶剂和低沸物后得到两端以羟基封端的含氢聚硅氧烷。
将3摩尔当量两端羟基封端的含氢聚硅氧烷与1摩尔当量羧基封端的聚己内酯在DCC 和DMAP的催化下反应,待反应完全后再加入4摩尔当量的2,2':6',2"-三联吡啶-4-甲继 续反应,得到以三联吡啶基封端的含氢聚硅氧烷和聚硅氧烷-聚己内酯-聚硅氧烷三段式共 聚物的混合物。以氯铂酸为催化剂,将含有2摩尔当量硅氢的所得的混合物与1摩尔当量 所得的带有一个烯基的α-环糊精和1摩尔当量一端烯基封端的六聚乙二醇在环己酮中于 90℃下反应3小时,得到本发明的动态聚合物。将所得的动态聚合物以及适量的氯化锌充 分共混后注入模具,模压成型后即得相应的具有良好自修复性的动态聚合物制品。
实施例20
将等摩尔当量的烯丙基羟乙基醚和4-碳酸苯并-18-冠醚-6在DCC和DMAP的催化下反 应,得到化合物20a。将10摩尔当量化合物18a加入甲苯,将反应容器冷却至5℃,低温 下搅拌滴加13摩尔当量环戊二烯。滴加完毕后升温到回流温度继续搅拌反应,得到化合 物20b。
无水无氧条件下,将1摩尔当量引发剂2,6-二异丙基亚胺双叔丁氧基钼溶于甲苯,加 入5摩尔当量调节剂三甲基磷和50摩尔当量单体20b,反应1小时后,加入300摩尔当量单体5-正己基-2-降冰片烯。最后,加入0.5摩尔当量偶联剂间苯二甲醛,反应完全后, 将产物在甲醇中沉淀得到三嵌段共聚物。
将所得的三嵌段共聚物溶于环己烷,以铂为催化剂,在100℃下进行催化加氢,将所 得共聚物与一定量的N,N-二乙基-1,6-己二胺盐酸盐共混,保持侧基冠醚与N,N-二乙基-1,6-己二胺盐酸盐的摩尔比为2:1,得到本发明的动态聚合物。该产品具有极佳的韧性,适用于制备电池电极防刺穿的保护材料。
实施例21
将异氰酸酯丙烯酸乙酯分别和正丙胺、四氢吡咯在溶剂二氯甲烷中反应,保持异氰酸 酯和氨基的摩尔比为1:1,得到含脲键和含脲键衍生物的丙烯酸酯单体21a、21b。以1摩 尔当量过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,1摩尔当量巯基乙酸为链转移剂在90℃引发21a、21b各15摩尔当量聚合,得到单端羧基封端的改性聚丙烯酸酯。
以1摩尔当量过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,1摩尔当量巯基乙醇为链转移剂在90℃ 引发丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸叔丁酯各15摩尔当量聚合,得到单端羟基封端的改性聚丙烯酸酯。无水条件下,将所得的单端羟基封端的改性聚丙烯酸酯与50摩尔当量 的ε-己内酯在辛酸亚锡的催化下在110℃下反应,得到改性聚丙烯酸酯-聚己内酯两段式 聚合物。
将等摩尔当量的单端羧基封端的改性聚丙烯酸酯和两段式聚合物在DCC和DMAP的催 化下反应,得到三段式聚合物。将所得的三段式共聚物在三氟乙酸中水解得到本发明的三 段式共聚物,可用作包装防护胶黏剂。
实施例22
在无水无氧条件下,将异氰酸乙酯与等摩尔当量的1-氨基-2,3-丙二醇反应,得到侧 基带有脲基的二醇化合物22a。将3摩尔当量[2,2':6',2”-三联吡啶]-5,5”-二甲醇、5摩尔当量化合物22a与9摩尔当量的两端羧基封端的聚己内酯反应,在二环乙基碳二亚胺(DCC)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)的催化下,得到两端羧基封端含有三联吡啶骨架配体 基团和侧脲基的聚酯链段。
将3摩尔当量所得的共聚物链段和4摩尔当量两端羟基封端的聚乙二醇共混,以DCC 和DMAP为催化剂,以二氯甲烷为溶剂,待反应完全后,加入氯化锌溶液,保持锌离子与配体基团的摩尔比约为1:2,得到本发明的改性聚己内酯-聚乙二醇多段式聚合物。将所得的多段式聚合物和等质量的聚乙二醇共混,得到本发明的动态聚合物有机凝胶,可用作缓冲减震。
实施例23
以1摩尔当量两端为羟基的聚醋酸乙烯酯为大分子引发剂,引发100摩尔当量环氧乙 烷的开环聚合,得到聚乙二醇-聚醋酸乙烯酯-聚乙二醇三段式聚合物。以所得的三段式聚 合物为大分子引发剂,在辛酸亚锡的催化下引发70摩尔当量的ε-己内酯和10摩尔当量的内酯单体9a的开环聚合,得到聚己内酯-聚乙二醇-聚醋酸乙烯酯-聚乙二醇-聚己内酯五段式聚合物。将所得的五段式共聚物和2-叠氮基乙胺溶于四氢呋喃,保持炔基和2-叠 氮基乙胺的摩尔比为1:1,在碘化亚铜和吡啶的催化下,在35℃下反应得到聚酯段含有侧 氨基的五段式共聚物。
将所得五段式共聚物和化合物23a在DCC和DMAP的催化下反应,得到含有侧超分子基团的五段式共聚物。将所得的溶于四氢呋喃,加入含有氢氧化钾的甲醇溶液,在室温下反应,得到醋酸乙烯酯链段部分水解的五段式共聚物。将所得的五段式共聚物和一定量的异氰酸乙酯在DBTDL的催化下反应,保持侧羟基和异氰酸乙酯的摩尔比为1:1,得到醋酸 乙烯酯链段含有侧氨基甲酸酯基的五段式共聚物。将所得共聚物在三氟乙酸中脱保护,得 到本发明的动态聚合物。将所得的动态聚合物充分搅拌溶胀于1,4-二氧六环溶剂中,置于 模具中在-80℃下冷冻完全,在-50℃下开启抽气泵,维持干燥空气压小于50μatm 24小 时,将得到的泡沫材料置于20℃真空干燥箱内干燥,抽取全部溶剂,得到相应的泡沫材料。 得到的聚合物泡沫材料比重轻、回弹性好,开裂之后可自动修复,可将其制作成护膝、护 腕、护颈等身体防护材料进行使用。
实施例24
在氮气保护下,将尿素加入氨基化二甲基硅氧烷24a(平均分子量约10000Da,x:y约为3:2),保持尿素和氨基的摩尔比为7:10,搅拌下缓慢升温至160℃,保温约1小时 后,降至室温,得到部分氨基转化为咪唑啉酮基的改性聚二甲基硅氧烷。
将三苯甲酰胺类化合物24b和丙烯酰氯在三乙胺的催化下反应,得到含有三苯甲酰胺 基的丙烯酸酯类单体。以1摩尔当量过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,1摩尔当量巯基乙酸 为链转移剂在90℃引发所得的含有三苯甲酰胺基的丙烯酸酯类单体和丙烯酸正丁酯各15 摩尔当量聚合,得到单端羧基封端的改性聚丙烯酸酯。
将所得的聚二甲基硅氧烷在缩合剂2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1,2-二氢喹啉的存在下 与单端羧基封端的改性聚丙烯酸酯进行酰化反应,保持侧氨基与羧基的摩尔比为2:1:1,得 到改性聚二甲基硅氧烷接枝改性聚丙烯酸正丁酯。将所得的接枝共聚物与一端碘原子封端的 聚氯乙烯链段13c反应,得到改性聚二甲基硅氧烷接枝改性聚丙烯酸酯或改性聚氯乙烯。所 得动态聚合物含有三种不同的超分子作用,在不同溶剂中可以展现不同的分子拓扑结构,具 有不同的流变性质,同时该聚合物具有极佳的韧性,可以应用于电子产品的组件的密封保护 防水,如手机耳机孔的防水密封塞等。
实施例25
以1摩尔当量丙烯酸羟乙酯为引发剂,引发80摩尔当量环氧丙烷的开环聚合,得到一端为丙烯酸酯基一端为羟基的聚醚。将1摩尔当量所得的聚醚在辛酸亚锡的催化下引发10摩尔当量己内酯单体9a和50摩尔当量己内酯的聚合,得到一端为丙烯酸酯基一端为羟基的聚醚-聚酯嵌段共聚物。
将丙烯酸羟乙酯和等摩尔当量的异氰酸乙酯在TDBDL的催化下反应,得到含有氨基甲 酸酯基的丙烯酸酯单体。将100摩尔当量丙烯酸丁酯、30摩尔当量所得的丙烯酸酯单体和 5摩尔当量一端为丙烯酸酯基一端为羟基的聚醚-聚酯嵌段共聚物在紫外光照下进行丙烯 酸酯的自由基聚合,得到聚丙烯酸酯接枝(聚乙二醇-聚酯)。
将4'-氯-2,2':6',2”-三联吡啶与过量的叠氮化钠于四氢呋喃中反应得到4'-叠氮 -2,2':6',2”-三联吡啶。将所得的共聚物与4'-叠氮-2,2':6',2”-三联吡啶进行叠氮-炔点击反应,并与硝酸金溶液共混,得到本发明的动态聚合物。将所得聚合物装入模具, 置于高压反应釜中,通入过饱和二氧化碳。加压加热至160℃,12分钟后降压使其膨胀发 泡成型,脱模后得到相应的泡沫制品,可用于保温隔热材料、绝缘层等。
实施例26
将实施例25中所得的一端为丙烯酸酯基一端为羟基的聚醚-聚酯嵌段共聚物与羧基封 端的聚丙烯酸正丁酯/丙烯腈进行酯化反应,得到一端为丙烯酸酯基的聚醚-聚酯-聚丙烯 酸正丁酯/丙烯腈三嵌段共聚物。将所得的三段式聚合物和一端为巯基封端的含氢二甲基 硅氧烷在光引发剂BDK的存在下反应,得到聚二甲基硅氧烷-聚醚-聚酯-聚丙烯酸正丁酯/ 丙烯腈四段式聚合物。
以氯铂酸为催化剂,将含有1摩尔当量硅氢的四段式聚合物与1摩尔当量4-乙烯基吡 啶在环己酮中于90℃下反应3小时,得到聚二甲基硅氧烷链段含有侧配体基团的四段式聚 合物。将所得的四段式聚合物和2-叠氮基乙氨在碘化亚铜和吡啶的催化下进行叠氮-炔点 击反应,保持炔基和2-叠氮基乙氨的摩尔比为1:1,得到聚酯段侧基含有氨基的四段式共 聚物。将所得的四段式共聚物与和侧氨基等摩尔当量的异氰酸乙酯反应,得到聚酯链段含 有侧脲基的四段式共聚物。将所得四段式共聚物与适量的氯化锌溶液共混,除溶剂后得到 本发明的动态聚合物,利用其多种超分子作用,可用作具有自修复功能的形状记忆材料。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说 明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均 同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (19)
1.一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其特征在于,所述的柔性动态聚合物中含有柔性嵌段聚合物分子,所述的柔性嵌段聚合物分子含有至少两个形成互不相容软相的嵌段,其中至少一个所述嵌段中含有至少一种形成链间超分子交联的超分子作用基团或单元;其中,所述的柔性嵌段聚合物分子中的各个嵌段的玻璃化转变温度均不高于25℃;其中,所述的超分子作用选自金属-配体作用、氢键作用、卤键作用、π-π堆叠作用、离子作用、离子-偶极作用、亲金属相互作用、离子氢键作用、自由基阳离子二聚作用、主体-客体作用;其中,不含所述链间超分子交联的相为连续相,含所述链间超分子交联的相为不连续相分散在连续相中;所述动态聚合物体系中的含有所述链间超分子交联的嵌段的总含量为总重的5%-35%之间;
其中,所述的金属-配体作用选自:
其中,所述氢键作用的氢键基团由氢键基团的供体和受体相互作用所形成,所述的氢键基团同时含有氢键供体和受体,其含有以下结构成分中的至少一种:
其中,所述的卤键作用是卤键供体基团中卤原子的α反键轨道与卤键受体基团中具有孤电子对的原子或π电子体系之间的相互作用,所述的卤键供体基团选自Cl、Br、I,卤键受体基团选自F、Cl、Br、I、N、O、S、π键;
其中,所述的π-π堆叠作用选自:
其中,所述的离子-偶极作用为电偶极与带电荷的离子基团相互作用,其中,所述的电偶极选自:C-N、C=N、C≡N、C=O、C-O、C-S、C=S、C-F、C-Cl、C-Br、C-I、H-O、H-S、H-N;其中所述的离子基团选自:-O-、
其中,所述的亲金属相互作用为两个最外层电子结构为d10或d8的金属离子靠近至小于其范德华半径之和时产生的相互作用中;其中所述的金属离子选自Cu+、Ag+、Au+、Zn2+、Hg2+、Cd2+、Co+、Ir+、Rh+、Ni2+、Pt2+、Pb2+;
其中,所述的离子氢键作用由形成氢键作用的正离子基团和负离子基团构成,同时形成氢键作用和正负离子间的库伦作用,其选自:
其中,所述的自由基阳离子二聚作用其构筑单元为同时含有自由基和阳离子的基团,所述的自由基阳离子二聚作用选自:
其中,所述的主体-客体作用,其中所述的主体是一类实现分子识别的带空穴的化合物,其选自冠醚、苯并冠醚、环蕃、α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精、葫芦[6]脲、葫芦[7]脲、葫芦[8]脲、杯[4]芳烃、杯[5]芳烃、杯[6]芳烃、柱[5]芳烃、柱[6]芳烃、柱[7]芳烃;所述的客体是一类被主体识别而嵌入主体的空穴中的化合物,其选自长链烷烃、环烷烃、杂环烷烃、芳烃、杂芳烃、稠环化合物、杂环化合物、并环化合物、螺环化合物、桥环化合物、离子团。
2.根据权利要求1所述的一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其特征在于,所述的柔性嵌段聚合物分子仅含有嵌段A和嵌段B两种嵌段,其中嵌段A中含有至少一种可形成链间超分子交联的超分子作用基团或单元,所述的柔性嵌段聚合物分子至少具有下式中所述的结构或其中任几种的组合:
其中,式(1A)为直链结构,n为A类型嵌段-B类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;
式(1B)为直链结构,且两端段为A类型嵌段,n为A类型嵌段-B类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;
式(1C)为直链结构,且两端段为B类型嵌段,n为A类型嵌段-B类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;
式(1D)为支化结构,x为连接在B类型嵌段B上的A类型嵌段分支链单元的数量;n为A类型嵌段-B类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;y为连接在B类型嵌段B上A类型嵌段-B类型嵌段分支链单元的数量;x、y大于等于0,且x、y之和大于等于3;
式(1E)为支化结构,x为连接在B类型嵌段B上的A类型嵌段分支链单元的数量;n为A类型嵌段-B类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;y为连接在B类型嵌段B上A类型嵌段-B类型嵌段交替并且以A类型嵌段为端段的分支链单元的数量;x、y大于等于0,且x、y之和大于等于3;
式(1F)为支化结构,x为连接在A类型嵌段A上的B类型嵌段分支链单元的数量;n为B类型嵌段-A类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;y为连接在A类型嵌段A上B类型嵌段-A类型嵌段分支链单元的数量;x、y大于等于0,且x、y之和大于等于3;
式(1G)为支化结构,x为连接在A类型嵌段A上的B类型嵌段分支链单元的数量;n为B类型嵌段-A类型嵌段交替单元的数量,其大于等于0;y为连接在A类型嵌段A上B类型嵌段-A类型嵌段交替并且以B类型嵌段为端段的分支链单元的数量;x、y大于等于0,且x、y之和大于等于3;
式(1H)为环状结构,n为A类型嵌段-B类型嵌段交替单元的数量,其大于等于1。
3.根据权利要求1所述的一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其特征在于,所述的柔性嵌段聚合物分子的嵌段的主链选自碳链结构、碳杂链结构、碳元素链结构、碳杂元素链结构;所述的碳链结构为主链骨架仅含有碳原子的结构;所述的碳杂链结构为主链骨架同时含有碳原子和任一种或任几种杂原子的结构,其中所述杂原子包括硫、氧、氮;所述的碳元素链结构为主链骨架同时含有碳原子和任一种或任几种元素原子的结构,其中元素原子包括硅、硼、铝;所述的碳杂元素链结构为主链骨架同时包含碳原子、杂原子和元素原子的结构。
4.根据权利要求1所述的一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其特征在于,所述的柔性嵌段聚合物分子的嵌段的主链选自碳链结构、碳杂链结构。
5.根据权利要求1所述的一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其特征在于,所述的柔性嵌段聚合物分子的嵌段的主链选自饱和烯烃类聚合物、不饱和烯烃类聚合物、有机硅类聚合物、醚类聚合物、酯类聚合物的均聚物、共聚物、改性物、衍生物。
6.根据权利要求1所述的一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其特征在于,所述的动态性超分子基团、单元以主链侧基超分子基团、单元的形式存在,或以侧链侧基超分子基团、单元的形式存在,或同时以主链侧基和侧链侧基超分子基团、单元的形式存在;其中,所述的侧链还包括支链和分叉链。
7.根据权利要求1所述的一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其特征在于,所述的动态聚合物体系中存在其他聚合物或小分子化合物其他成分,所述的其他成分中含有超分子基团或单元,其与位于所述的柔性嵌段聚合物分子中所述的动态性超分子基团或单元共同形成动态性超分子作用。
8.根据权利要求1所述的一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其特征在于,所述的不连续相以球状分散在连续相中作为分相物理交联。
9.根据权利要求1所述的一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其特征在于,所述不连续相的尺寸不大于100微米。
10.根据权利要求1所述的一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其特征在于,所述不连续相的尺寸不大于10微米。
11.根据权利要求1所述的一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其特征在于,所述不连续相的尺寸不大于1微米。
12.根据权利要求1所述的一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其特征在于,所述不连续相的尺寸不大于100纳米。
13.根据权利要求1所述的一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其特征在于,所述的柔性嵌段聚合物分子中含有形成至少两个系列的超分子交联的超分子作用基团、单元,其选自以下所举:
同时形成离子作用和氢键作用的基团、单元;
同时形成离子-偶极作用和氢键作用的基团、单元;
同时形成π-π堆叠作用和氢键作用的基团、单元;
同时形成卤键作用和氢键作用的基团、单元;
同时形成离子作用和离子-偶极作用的基团、单元;
同时形成离子作用和金属-配体作用的基团、单元;
同时形成离子-偶极作用和金属-配体作用的基团、单元;
同时形成离子作用、离子-偶极作用和金属-配体作用的基团、单元;
同时形成主体-客体作用和氢键作用的基团、单元;
同时形成主体-客体作用和离子作用的基团、单元;
同时形成主体-客体作用和离子-偶极作用的基团、单元;
同时形成主体-客体作用和离子氢键作用的基团、单元;
同时形成主体-客体作用和金属-配体作用的基团、单元;
同时形成π-π堆叠作用和亲金属作用的基团、单元;
同时含有π-π堆叠作用和金属-配体作用的基团、单元;
同时形成氢键作用和金属-配体作用的基团、单元。
14.根据权利要求1所述的一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其特征在于,所述的柔性嵌段聚合物分子中含有至少一种形成链间动态性超分子交联的超分子作用基团或单元。
15.根据权利要求1-14中任一权利要求所述的一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其特征在于,所述的柔性动态聚合物具有以下任一性状:普通固体、弹性体、凝胶、泡沫、流体。
16.根据权利要求1-14中任一权利要求所述的一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其特征在于,构成所述柔性动态聚合物的配方组分还包括以下任一种或任几种添加物或使用物:其他聚合物、助剂、填料、溶胀剂。
17.根据权利要求16所述的一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其特征在于,所述的其他聚合物选自以下任一种或任几种:天然高分子化合物、合成高分子化合物;所述的助剂选自以下任一种或任几种:催化剂、引发剂、抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂、分散剂、乳化剂、阻燃剂、增韧剂、偶联剂、溶剂、润滑剂、脱模剂、增塑剂、增稠剂、触变剂、流平剂、着色剂、荧光增白剂、消光剂、抗静电剂、脱水剂、杀菌防霉剂、发泡剂、助发泡剂、成核剂、流变剂;所述的填料选自以下任一种或任几种:无机非金属填料、金属填料、有机填料;所述的溶胀剂选自以下任一种或任几种:水、有机溶剂、离子液体、齐聚物、增塑剂。
18.根据权利要求1-14、17中任一权利要求所述的一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其特征在于,所述的动态聚合物应用于以下材料或制品:自修复性涂层、自修复性密封材料、自修复性封堵胶、自修复性导电胶、韧性材料、韧性弹性体材料、柔性材料、保温材料、形状记忆材料、力传感器、玩具、吸能材料。
19.根据权利要求1所述的一种柔性物理分相超分子动态聚合物,其特征在于,所述的形成链间超分子交联的超分子作用基团或单元选自以下所举:
吡啶基、三氮唑基和纳米级四氧化三铁;
哒嗪基和金属有机笼;
氨基甲酸酯基;
UPy衍生物基;
卤代苯基和吡啶基;
碘代苯基和咪唑基;
萘四碳二酰亚胺基和芘基;
蒽酮紫基;
铵基、磺酸基、三唑基、吡啶基和铜离子;
磷酸胆碱基;
仲氨基、丙烯酸锂基、β-环糊精基和金刚烷基;
咪唑离子基和三氟甲基;
联吡啶基和铂离子;
联吡啶基、银离子、三聚氰酸基和汉密尔顿受体;
脒基和羧基;
氨基酸基;
四硫富瓦烯基;
葫芦[8]脲基和联吡啶鎓基;
α-环糊精基、六聚乙二醇基、三联吡啶基和锌离子;冠醚基和铵离子;
脲基、脲基衍生物、二甲铵基和羧基;
三联吡啶基和锌离子;
氨基甲酸酯基和胍基羰基吡咯酸盐两性离子;
咪唑啉酮基和三苯甲酰胺基;
氨基甲酸酯基、三联吡啶基和金离子。
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