CN117843843A - 一种基于还原糖引发聚合的强韧水溶性自修复高分子材料的简易制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料技术领域，公开了一种基于还原糖引发聚合的强韧水溶性自修复高分子材料的简易制备方法，包括以下步骤：混合还原糖、聚合物单体和水，并充分搅拌至溶解均匀；将混合液在烘箱中固化，得到强韧水溶性自修复高分子材料。本发明提出利用低廉的还原糖作为引发剂来聚合带双键的单体，避免使用传统有毒的引发剂与交联剂，降低了对环境和人体的潜在风险，同时，大大简化了弹性体的制备步骤及环境要求，在短时间内就可以合成出各项性能优异的高分子材料。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，尤其是一种基于还原糖引发聚合的强韧水溶性自修复高分子材料的简易制备方法。
背景技术
随着现代工业的快速发展，高分子聚合物材料因其独特的物理和化学性质逐渐成为各个领域的首选材料。它们在医疗、能源、电子、汽车及其他领域均有广泛的应用，因此高分子材料的合成技术越来越受到研究者和工业界的重视。其中，丙烯酰胺(AAm)和丙烯酸(AAc)作为两种常见聚合物单体，因其出色的力学特性和化学稳定性，在众多应用领域都展现了很好的潜力。但是，其传统的制备技术存在着许多不足。特别是在聚合过程中常常使用的有毒的引发剂和交联剂，这不仅增加了环境的污染负担，而且可能对人体健康产生不良影响。
此外，传统的聚合物制备流程多步骤、复杂，对生产环境、设备和技术人员的要求相对较高。更为关键的是，这些传统方法得到的聚合物(如水凝胶)在某些关键性能上，如力学性能，并不总是满足现代应用的高标准要求。因此，如何寻找和开发一种既环保、安全又能保证聚合物材料优越性能的制备方法，已经成为该领域的一大研究方向。特别是寻找替代传统有毒引发剂的新型环保引发剂，不仅可以有效减少对环境和健康的影响，更有可能推动聚合物合成技术向更高效、更绿色的方向发展。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种基于还原糖引发聚合的强韧水溶性自修复高分子材料的简易制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于还原糖引发聚合的强韧水溶性自修复高分子材料的简易制备方法，包括以下步骤：
(1)混合还原糖、聚合物单体和水，并充分搅拌至溶解均匀；
(2)将步骤(1)中得到的混合液在烘箱中固化，得到强韧水溶性自修复高分子材料。
进一步地，所述还原糖为麦芽糖、葡萄糖、乳糖中的至少一种，所述聚合物单体为丙烯酰胺、丙烯酸中的至少一种。
进一步地，具体步骤如下：
(1)在70-80℃的温度下，混合还原糖、聚合物单体和去离子水，并充分搅拌5-10分钟至溶解均匀；
(2)将步骤(1)中得到的混合液在70-80℃烘箱中放置20-30分钟，得到强韧、水溶、自修复的高分子材料。
进一步地，所述聚合物单体、还原糖和水的质量比为4：2.4：3.6，或为5：2：3，或为6：1.6：2.4，或为7：1.2：1.8，分别对应聚合物单体质量占三者总质量的40％、50％、60％和70％。当聚合物单体质量占比小于40％时，得到的高分子材料力学性能不佳；当聚合物单体质量占比大于70％时，步骤(1)中，单体难以溶解。
进一步地，步骤(1)中搅拌溶解时间为10分钟。
进一步地，步骤(2)中固化时间为30分钟。
本发明取得的优点和积极效果为：
1、本发明提出利用低廉的还原糖作为引发剂来聚合带双键的单体，避免使用传统有毒的引发剂与交联剂，降低了对环境和人体的潜在风险，同时，大大简化了弹性体的制备步骤及环境要求，在短时间内就可以合成出各项性能优异的高分子材料。
2、本发明大大简化了传统高分子材料的制备步骤及环境要求，在短时间内就可以合成出性能优异的弹性体材料。在酸性条件下，可以进一步加快聚合时间。
3、本发明制备的高分子材料中的长链通过大量的氢键形成高缠结网络，使其具备优异的力学性能。
4、本发明制备的高分子材料主要通过氢键交联，氢键作为一种可逆键，使之可溶于水中并重复利用，从而减少对资源的浪费，并使该弹性体在常温环境下表现出优异的自修复能力。
5、本发明利用还原糖引发聚合反应是一种环保、绿色的聚合方法。还原糖如麦芽糖、葡萄糖、果糖等包含醛基，与氢离子接触会发生质子化反应，在特定条件下，会引发单体的阳离子聚合反应。该反应过程能够避免使用有毒引发剂或交联剂，合成性能优异的聚合物材料。
附图说明
图1为本发明中在有无麦芽糖两种情况下，聚合物成型效果对比示意图；其中，(a)中没有添加麦芽糖，丙烯酰胺单体的质量比为40％，在经过相同的时间步骤后，没有聚合成型；(b)为(a)中样品的凝胶渗透色谱测试结果图，证明(a)中没有聚合物生成；(c)中添加麦芽糖，丙烯酰胺单体的质量比为40％，在经过相同的时间步骤后，聚合成型；(d)为(c)中样品的凝胶渗透色谱测试结果图，证明有高分子生成；两者对比说明麦芽糖能够在70-80℃环境中作为丙烯酰胺单体聚合的引发剂；比例尺为1cm；
图2为本发明中丙烯酰胺质量比在70％时的样品示意图；由于丙烯酰胺的含量较高，有部分丙烯酰胺没有发生聚合反应，因此在常温下会逐渐结晶析出，使样品颜色逐渐变为白色。常温25℃下，当丙烯酰胺质量比为60％和70％时，样品呈现白色；当丙烯酰胺质量比为40％和50％时，样品无色；比例尺为1cm；
图3为本发明中丙烯酰胺质量比在40％时，在不同pH值的溶液中(0.1mol/LNaOH溶液、去离子水、0.1mol/L HCl溶液)聚合情况对比图；当pH＝13时，溶液不发生聚合；当pH＝7时，溶液在加热20分钟后发生聚合，与流变仪测试结果接近；当pH＝1时，溶液在加热5分钟后发生聚合；说明酸性条件能够促进还原糖质子化反应，从而加快聚合反应速度；
图4为本发明中将麦芽糖、丙烯酰胺和去离子水搅拌均匀后，在80℃环境下，溶液储能模量、损耗模量及粘度变化示意图；
图5为本发明中高分子材料合成示意图；
图6为本发明中当丙烯酰胺质量比分别为40％、50％、60％和70％时，材料的应力-应变拉伸曲线图；
图7为本发明中丙烯酰胺质量比分别为40％、50％、60％和70％时，材料的断裂韧性、杨氏模量和断裂强度对比图；
图8为本发明中丙烯酰胺质量比为40％时，断裂样品自修复过程示意图；比例尺为1cm；
图9为本发明中不同配比的样品，在经过不同时间及温度下自修复效果的对比图；其中，(a)中样品丙烯酰胺质量比为40％，温度为25℃；(b)中样品丙烯酰胺质量比为50％，温度为25℃；(c)中样品丙烯酰胺质量比为60％，温度为60℃；(d)中样品丙烯酰胺质量比为70％，温度为60℃；
图10为本发明中高分子材料具有水溶性以及可重塑性的示意图；其中，(a)为丙烯酰胺质量比为40％时的高分子材料溶解在水中的示意图，得到澄清透明的溶液；(b)将(a)中溶液中的水分逐渐蒸干，重新得到丙烯酰胺质量比为40％的高分子材料；比例尺为1cm；
图11为本发明中丙烯酰胺质量比分别为40％、50％、60％和70％时的热重分析图；
图12为丙烯酰胺质量比为50％时，麦芽糖、葡萄糖、乳糖分别作为引发剂时，样品的力学性能图；其中(a)为样品的断裂强度和断裂伸长率对比柱状图；(b)为样品的应力-应变拉伸曲线；
图13为将本发明中的麦芽糖替换为果糖时，丙烯酰胺质量比分别为40％、50％、60％和70％时，样品的力学性能图；其中(a)为样品的断裂强度和断裂伸长率对比柱状图；(b)为样品的应力-应变拉伸曲线；
图14为将本发明中丙烯酰胺替换为丙烯酸时，丙烯酸质量比分别为40％、50％、60％和65％时，材料的应力-应变拉伸曲线图；
图15为将本发明中丙烯酰胺替换为丙烯酸时，丙烯酸质量比分别为40％、50％、60％和65％时，材料的断裂韧性、杨氏模量和断裂强度对比图；
图16为将本发明中丙烯酰胺替换为HEMA(甲基丙烯酸羟乙酯)，HEMA质量比分别为40％、50％、60％和70％时，材料呈半透明糊状物，有流动性，力学性质很差，无法进行常规力学测试图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下属实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
具体实施例中所涉及的各种实验操作，均为本领域的常规技术，本文中没有特别注释的部分，本领域的普通技术人员可以参照本发明申请日之前的各种常用工具书、科技文献或相关的说明书、手册等予以实施。
一种基于还原糖引发聚合的强韧水溶性自修复高分子材料的简易制备方法，包括以下步骤：
(1)混合还原糖、聚合物单体和水，并充分搅拌至溶解均匀；
(2)将步骤(1)中得到的混合液在烘箱中固化，得到强韧水溶性自修复高分子材料。
较优地，所述还原糖为麦芽糖、葡萄糖、乳糖中的至少一种，所述聚合物单体为丙烯酰胺、丙烯酸中的至少一种。
较优地，具体步骤如下：
(1)在70-80℃的温度下，混合还原糖、聚合物单体和去离子水，并充分搅拌5-10分钟至溶解均匀；
(2)将步骤(1)中得到的混合液在70-80℃烘箱中放置20-30分钟，得到强韧、水溶、自修复的高分子材料。可以如图5所示。
较优地，所述聚合物单体、还原糖和水的质量比为4：2.4：3.6，或为5：2：3，或为6：1.6：2.4，或为7：1.2：1.8，分别对应聚合物单体质量占三者总质量的40％、50％、60％和70％。当聚合物单体质量占比小于40％时，得到的高分子材料力学性能不佳；当聚合物单体质量占比大于70％时，步骤(1)中，单体难以溶解。
较优地，步骤(1)中搅拌溶解时间为10分钟。
较优地，步骤(2)中固化时间为30分钟。
具体地，相关的制备及检测如下：
实施例1
一种基于还原糖引发聚合的强韧水溶性自修复高分子材料的简易制备方法，包括以下步骤：
(1)将4g丙烯酰胺单体、3.6g麦芽糖、2.4g去离子水加入到烧瓶中，在80℃油浴锅中搅拌10分钟，得到均匀的溶液。
(2)将均匀的溶液倒入预热过的玻璃培养皿中，用保鲜膜封口防止水分蒸干，将样品在80℃烘箱中放置30分钟得到40％w/wAAm高分子材料。其断裂强度为0.33MPa，断裂伸长率为900％，断裂韧性为3600J/m2，杨氏模量为0.17MPa。
对比例1
一种高分子材料的制备方法，包括以下步骤：
原料及制备方法同实施例1，不同之处在于：将丙烯酰胺替换为HEMA(甲基丙烯酸羟乙酯)，材料为半透明糊状物，力学性质较差。如图16所示，材料具有流动性，因此无法进行拉伸测试。
对比例2
一种高分子材料的制备方法，包括以下步骤：
原料及制备方法同实施例1，不同之处在于：将麦芽糖替换为果糖，材料的断裂强度从0.33MPa减小到0.05MPa，断裂伸长率从900％减小800％。如图13(b)的拉伸应力-应变曲线所示。
通过实施例1、对比例1和对比例2可以看出，本发明方法中丙烯酰胺、麦芽糖之间具有协同作用，能够协同提高所制备得到的修复高分子材料的相关性能。
实施例2
一种基于还原糖引发聚合的强韧水溶性自修复高分子材料的简易制备方法，包括以下步骤：
将实施例1中的配方改为5g丙烯酰胺单体、3g麦芽糖、2g去离子水，其他同实施例1。制备得到50％w/wAAm高分子材料。其力学性能(如杨氏模量、断裂强度、断裂韧性)较实施例1中的产物得到提升。其断裂强度～0.48MPa，断裂伸长率～1000％，断裂韧性～4400J/m2，杨氏模量～0.29MPa。
对比例3
一种高分子材料的制备方法，包括以下步骤：
原料及制备方法同实施例2，不同之处在于：将丙烯酰胺替换为HEMA，材料为半透明糊状物，力学性质较差。
对比例4
一种高分子材料的制备方法，包括以下步骤：
原料及制备方法同实施例2，不同之处在于：将麦芽糖替换为果糖，材料的断裂强度从0.48MPa减小到0.05MPa，断裂伸长率从1000％减小750％。如图13(b)的拉伸应力-应变曲线所示。
通过实施例2、对比例3和对比例4可以看出，本发明方法中丙烯酰胺、麦芽糖之间具有协同作用，能够协同提高所制备得到的修复高分子材料的相关性能。
实施例3
一种基于还原糖引发聚合的强韧水溶性自修复高分子材料的简易制备方法，包括以下步骤：
将实施例1中的配方改为6g丙烯酰胺单体、2.4g麦芽糖、1.6g去离子水，其他同实施例1。制备得到60％w/wAAm高分子材料。常温下，产物表面析出丙烯酰胺晶体，产物呈现白色。其力学性能(如杨氏模量、断裂强度、断裂韧性)较实施例2中的产物得到提升。其断裂强度～1MPa，断裂伸长率～1000％，断裂韧性～6000J/m2，杨氏模量～0.98MPa。
对比例5
一种高分子材料的制备方法，包括以下步骤：
原料及制备方法同实施例3，不同之处在于：将丙烯酰胺替换为HEMA，材料为半透明糊状物，力学性质较差。
对比例6
一种高分子材料的制备方法，包括以下步骤：
原料及制备方法同实施例3，不同之处在于：将麦芽糖替换为果糖，材料的断裂强度从1MPa减小到0.22MPa，断裂伸长率从1000％减小540％。如图13(b)的拉伸应力-应变曲线所示。
通过实施例3、对比例5和对比例6可以看出，本发明方法中丙烯酰胺、麦芽糖之间具有协同作用，能够协同提高所制备得到的修复高分子材料的相关性能。
实施例4
一种基于还原糖引发聚合的强韧水溶性自修复高分子材料的简易制备方法，包括以下步骤：
将实施例1中的配方改为7g丙烯酰胺单体、1.8g麦芽糖、1.2g去离子水，其他同实施例1。制备得到70％w/wAAm高分子材料。常温下，产物表面析出丙烯酰胺晶体，产物呈现白色。其力学性能(如杨氏模量、断裂强度、断裂韧性)较实施例3中的产物得到提升。其断裂强度～4.11MPa，断裂伸长率～900％，断裂韧性～25300J/m2，杨氏模量～4.46MPa。
对比例7
一种高分子材料的制备方法，包括以下步骤：
原料及制备方法同实施例4，不同之处在于：将丙烯酰胺替换为HEMA，材料为半透明糊状物，力学性质较差。
对比例8
一种高分子材料的制备方法，包括以下步骤：
原料及制备方法同实施例4，不同之处在于：将麦芽糖替换为果糖，材料的断裂强度从4.11MPa减小到2.21MPa，断裂伸长率从900％减小530％。如图13(b)的拉伸应力-应变曲线所示。
通过实施例4、对比例7和对比例8可以看出，本发明方法中丙烯酰胺、麦芽糖之间具有协同作用，能够协同提高所制备得到的修复高分子材料的相关性能。
实施例5
一种基于还原糖引发聚合的强韧水溶性自修复高分子材料的简易制备方法，包括以下步骤：
将实施例2中的麦芽糖改为乳糖，其它同实施例2，形成的高分子材料的断裂强度可达1.2MPa(实施例2中高分子材料的断裂强度在0.5MPa左右)，断裂伸长率约为300％(实施例2中高分子材料的断裂伸长率可达1000％)。
实施例6
一种基于还原糖引发聚合的强韧水溶性自修复高分子材料的简易制备方法，包括以下步骤：
将实施例2中的麦芽糖改为葡萄糖，其它同实施例2，形成的高分子材料的断裂强度约为0.1MPa(实施例2中高分子材料的断裂强度在0.5MPa左右)，断裂伸长率可达1600％(实施例2中高分子材料的断裂伸长率为1000％)。
实施例7
一种基于还原糖引发聚合的强韧水溶性自修复高分子材料的简易制备方法，包括以下步骤：
将实施例1-4中的丙烯酰胺替换为丙烯酸单体，在烘箱放置60-90分钟完全聚合，其它同实施例1-4。当pH＝1时，在烘箱放置40-60分钟完全聚合。形成的高分子材料最大断裂强度可达0.2MPa，断裂拉伸率可达500％，断裂韧性可达900J/m2左右，杨氏模量可达0.4MPa，小于丙烯酰胺为单体时的断裂韧性、杨氏模量及断裂强度。
相关测试过程：
按照如下方法，对实施例1-4提供的高分子材料的聚合过程、力学性能、自修复能力进行测试：
(1)流变仪测试
在改高分子材料聚合过程中，材料的流变性质会发生显著变化，可以通过流变仪来监测。首先取3ml实施例1中的均质溶液(即将质量比为4：2.4：3.6的丙烯酰胺单体、麦芽糖和水在80℃下搅拌溶解得到均质溶液)，放置于流变仪测试平台上，设置测量模式为振荡模式，测试温度为80℃。每隔30s测试其损耗模量、储能模量及粘度变化情况。随着聚合的进行，可以观察到样品的粘度迅速增加，直到变成一个固态的物质。
(2)力学测试
应力-应变曲线测试：将实施例1-7，对比例2、4、6、8中的样品用标准哑铃型刀具切割成单轴拉伸试样。单轴拉伸式样尺寸如图8所示，宽4mm，厚1mm。设置测试夹具初始距离为12mm，拉伸速度100mm/min，拉伸率为0.138。将拉伸样品两端夹持在拉伸机气动夹具间，启动拉伸机拉伸样品，得到应力-应变曲线数据。
断裂韧性测试：将实施例1-4、7中的样品分别制备两片尺寸为100mm*50mm*1mm(a*b*c)的样品，用刀片在其中一个样品中间引入一条2cm长的裂纹。测试夹具从100mm的长边夹持，初始距离为10mm，拉伸速度60mm/min。分别拉伸两个样品，得到力-位移曲线图。记录带裂纹的样品裂纹开始扩展时的位移d0，计算无裂纹样品在0-d0范围内力-位移曲线下的积分面积U。断裂韧性由U/(a*c)计算得到。
杨氏模量测试：将实施例1-4、7中的样品用标准哑铃型刀具切割成单轴拉伸试样。样品尺寸如图8所示，宽4mm，厚1mm。测试夹具初始距离为12mm，拉伸速度1mm/min。在0.2-0.5％应变范围内计算杨氏模量。
(3)自愈能力测试
将实施例1-4中的样品用标准哑铃型刀具切割成单轴拉伸试样。样品尺寸如图8所示。由于所使用的还原糖中含有大量的羟基，能够与聚丙烯酰胺长链形成大量可逆氢键，因此该高分子材料具备出色的自修复能力。将实施例1-4中的样品从中间截断，在断面处，用棉签涂抹少量的去离子水，在室温25℃中放置不同时间，期间做好保水措施。将自愈合后的样品进行单轴拉伸测试，记录样品的断裂强度与断裂拉伸率，与没有切割的样品进行对比。当丙烯酰胺质量比在60％和70％时，丙烯酰胺晶体会析出，在常温下会阻隔氢键的恢复。对于高浓度丙烯酰胺的样品，在室温下的自修复性能不佳，在放置48h后，其性能恢复到初始状态的50％。因此将温度由室温改为60℃，其余测试方法不变。
上述测试的结果如下图1-16所示：
从图1可以看出，当不加麦芽糖时，丙烯酰胺加水在加热环境下不会发生聚合反应，GPC结果显示没有高分子量的聚合物生成；当加了麦芽糖后，麦芽糖能够在加热环境下起到引发丙烯酰胺聚合的作用，形成高分子量的聚合物。说明麦芽糖能够作为一种丙烯酰胺聚合的引发剂。从图2可以看出，当丙烯酰胺的质量比达到70％时，部分丙烯酰胺会析出，使整体样品呈现白色，同时析出的丙烯酰胺晶体能够起到增强材料力学性能的作用。
从图3可以看出，酸性条件可以促进丙烯酰胺的聚合反应，发生聚合反应的时间约为5分钟；中性条件下，发生聚合反应的时间约为20分钟；碱性条件会抑制丙烯酰胺的聚合反应。
从图4可以看出，在流变仪平台上加热15分钟左右后，混合溶液的储能模量将大于损耗模量。混合溶液会从液态快速变为固态，完成聚合反应。
从图5可以看出，聚合物长链主要通过氢键进行物理交联作用，并且体系中有残留的丙烯酰胺晶体和麦芽糖晶体。
从图6可以看出，随着样品中丙烯酰胺含量的提高，样品的断裂伸长率保持在1000％左右，样品的断裂拉伸强度得到很大提升。具体数值为：当丙烯酰胺质量比为40％时，断裂强度为0.33MPa；当丙烯酰胺质量比为50％时，断裂强度为0.48MPa；当丙烯酰胺质量比为60％时，断裂强度为1.02MPa；当丙烯酰胺质量比为70％时，断裂强度为4.11MPa。
从图7可以看出，随着样品中丙烯酰胺含量的提高，当丙烯酰胺质量比为40％时，样品的断裂韧性约为3500J/m2，杨氏模量约为0.17MPa；当丙烯酰胺质量比为50％时，样品的断裂韧性约为4200J/m2，杨氏模量约为0.29MPa；当丙烯酰胺质量比为60％时，样品的断裂韧性约为5400J/m2，杨氏模量约为0.98MPa；当丙烯酰胺质量比为70％时，样品的断裂韧性能够达到25000J/m2，杨氏模量能够达到5.5MPa。
从图8可以看出，当丙烯酰胺质量比在40％或50％时，断裂的截面在常温下，自愈合5分钟后截面能够有效修复。
从图9可以看出，(a)当丙烯酰胺质量比在40％时，在常温下，断裂的样品在24-48h后能够完全自修复，其力学性能与无裂纹样品相同；(b)当丙烯酰胺质量比在50％时，在常温下，断裂的样品在24-48h后能够完全自修复，其力学性能与无裂纹样品相同；(c)当丙烯酰胺质量比在60％时，在60℃下，断裂的样品在12h后能够完全自修复。(d)当丙烯酰胺质量比在70％时，在60℃下，断裂的样品在12h后能够完全自修复。
从图10可以看出，由丙烯酰胺、麦芽糖、水形成的聚合物能够溶解在水中，并且当将溶液的水分蒸发后，能够得到初始状态的聚合物，说明该聚合物具有良好的水溶性，因此能够重复利用。
从图11可以看出，由丙烯酰胺、麦芽糖、水形成的聚合物在200-400℃内会发生分解，质量大大降低。
从图12(a)可以看出，当丙烯酰胺质量比为50％时，麦芽糖作为引发剂时，样品的断裂强度(0.5MPa)和断裂伸长率(1000％)都较大；葡萄糖作为引发剂时，样品的断裂强度较小(0.1MPa)，但断裂伸长率(1600％)较大；乳糖作为引发剂时，样品的断裂强度较大(1.2MPa)，但断裂伸长率(300％)较小。图12(b)为具体的应力-应变实验曲线图。
从图13(a)可以看出，当丙烯酰胺质量比分别为40％、50％、60％和70％时，把麦芽糖替换为果糖后，样品的断裂强度和断裂伸长率都下降，说明麦芽糖作为引发剂时，能够更好地提升材料的力学性能。图13(b)为把麦芽糖替换为果糖后，样品具体的应力-应变实验曲线图。
从图14可以看出，随着样品中丙烯酸含量的提高，样品的断裂拉伸强度并未得到很大提升，大约在0.15-0.2MPa，远小于丙烯酰胺为单体时的断裂强度；断裂拉伸率从500％减小至200％。
从图15可以看出，随着样品中丙烯酸含量的提高，样品断裂韧性保持在800J/m2左右；杨氏模量从0.1MPa上升至0.4MPa左右；断裂强度维持在0.2MPa左右，远小于丙烯酰胺为单体时的断裂韧性、杨氏模量及断裂强度。
从图16可以看出，当把丙烯酰胺替换为HEMA后，样品呈糊状，力学性能很差，具有流动性，因此不能进行力学测试(包括单轴拉伸测试、断裂韧性测试等)。说明丙烯酰胺和丙烯酸作为单体时，能够更好地提升材料的力学性能。同时，通过实施例1-4、对比例1-8可以看出，本发明方法中丙烯酰胺、麦芽糖之间具有协同作用，能够协同提高所制备得到的修复高分子材料的相关性能。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。
Claims (6)
1.一种基于还原糖引发聚合的强韧水溶性自修复高分子材料的简易制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)混合还原糖、聚合物单体和水，并充分搅拌至溶解均匀；
(2)将步骤(1)中得到的混合液在烘箱中固化，得到强韧水溶性自修复高分子材料。
2.根据权利要求1所述的简易制备方法，其特征在于：所述还原糖为麦芽糖、葡萄糖、乳糖中的至少一种，所述聚合物单体为丙烯酰胺、丙烯酸中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的简易制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
(1)在70-80℃的温度下，混合还原糖、聚合物单体和去离子水，并充分搅拌5-10分钟至溶解均匀；
(2)将步骤(1)中得到的混合液在70-80℃烘箱中放置20-30分钟，得到强韧、水溶、自修复的高分子材料。
4.根据权利要求3所述的简易制备方法，其特征在于：所述聚合物单体、还原糖和水的质量比为4：2.4：3.6，或为5：2：3，或为6：1.6：2.4，或为7：1.2：1.8，分别对应聚合物单体质量占三者总质量的40％、50％、60％和70％。
5.根据权利要求3所述的简易制备方法，其特征在于：步骤(1)中搅拌溶解时间为10分钟。
6.根据权利要求3所述的简易制备方法，其特征在于：步骤(2)中固化时间为30分钟。
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