[发明专利]一种具有杂化交联结构的动态聚合物及其应用

说明书

本发明公开了一种具有杂化交联结构的动态聚合物，其包含有普通共价交联和动态共价无机硼酸硅酯键。其中，普通共价交联赋予了聚合物以一定的强度和稳定性，而动态共价无机硼酸硅酯键具有动态可逆性，拥有优异的刺激响应性、自修复性等功能特性，尤其是良好的吸能效果。该动态聚合物可广泛用于制作减震缓冲材料、抗冲击防护材料、形状记忆材料、自修复材料、韧性材料等。

技术领域

本发明涉及智能聚合物领域，具体涉及一种具有杂化交联结构的动态聚合物及其应用。

背景技术

传统的有机硅材料一般指含聚硅氧烷主链的低聚或高聚物。这一类基于聚硅氧烷的传统有机硅材料具有耐高低温、防潮、绝缘、耐腐蚀、耐辐射、耐老化等优点，但也往往比较柔软，力学性能不佳，而如果使用填料填充或传统共聚改性等增强的方法，又常导致交联聚合物硬而脆，使其应用受到限制；而且传统的有机硅材料缺乏动态性，材料的性能被固定化。

因此，需要发展一种新型的杂化交联动态聚合物，使得体系既能够保持一定的柔软度，又有良好的力学性能和优异的动态性，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明针对上述背景，提供了一种具有杂化交联结构的动态聚合物，其中至少包含一个普通共价交联网络，其中的普通共价键交联达到凝胶点以上；同时包含动态共价无机硼酸硅酯键和选择性存在的骨架氢键基团参与的超分子氢键作用。其中，所述的动态共价交联由无机硼酸硅酯键实现，所述的选择性存在的超分子氢键交联由氢键实现。所述的动态聚合物在具有一定的力学强度和良好的韧性的同时，也表现出优良的动态可逆性，并可体现出胀流性、自修复性、自粘性等功能特性。

本发明通过如下技术方案予以实现：

一种具有杂化交联结构的动态聚合物，其中包含一个普通共价交联网络，所述普通共价交联网络骨架为聚硅氧烷链结构；同时其中包含动态共价无机硼酸硅酯键，其中，所述动态共价无机硼酸硅酯键中任意一个B原子与三个-O-连接，且至少部分与至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si键中的不同Si原子连接的连接基为连接基L，所述连接基L中含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子。

一种具有杂化交联结构的动态聚合物，其中包含一个普通共价交联网络，所述普通共价交联网络骨架为含硅杂链结构，且当所述含硅杂链中含有处于交联网络骨架的碳链段时，其中的碳原子不少于20个；同时其中包含动态共价无机硼酸硅酯键，其中，所述动态共价无机硼酸硅酯键中任意一个B原子与三个-O-连接，且至少部分与至少两个与基于不同B原子的不同B-O-Si键的不同Si原子连接的连接基为连接基L，所述连接基L中含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子。

一种具有杂化交联结构的动态聚合物，其中包含至少两个普通共价交联网络，至少一个所述普通共价交联网络骨架为聚硅氧烷链或含硅杂链结构；同时其中包含动态共价无机硼酸硅酯键，其中，所述动态共价无机硼酸硅酯键中任意一个B原子与三个-O-连接，且至少部分与至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si键中的不同Si原子连接的连接基为连接基L，所述连接基L中含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子。

在本发明的一个优选实施方式中(第一种网络结构)，所述的具有杂化交联结构的动态聚合物只有一个交联网络，该网络中同时含有普通共价交联和动态共价无机硼酸硅酯键交联，普通共价交联达到其凝胶点以上；其中，所述普通共价交联网络骨架为聚硅氧烷链结构；所述动态共价无机硼酸硅酯键中任意一个B原子与三个-O-连接形成三个B-O-Si键，且至少部分与至少两个基于不同B原子的不同B-O-Si键中的不同Si原子连接的连接基为连接基L，所述连接基L中含有处于动态共价聚合物主链骨架上的碳原子。