[发明专利]一种杂化交联动态聚合物

说明书

一种杂化交联动态聚合物，其含有离子‑偶极作用和由共价键形成的共价交联以及可选的其他超分子作用，其中，共价交联在至少一个交联网络中达到共价交联的凝胶点以上；其中，所述的其他超分子作用至少选自离子作用、主体‑客体作用、亲金属作用、偶极‑偶极作用、卤键作用、阳离子‑π作用、阴离子‑π作用、苯‑氟苯作用、π‑π堆叠作用、离子氢键作用、氢键作用、金属‑配体作用、自由基阳离子二聚作用。由于离子‑偶极作用具有形成形式丰富、动态条件温和等优点，使得这种动态聚合物具有自修复性和良好的韧性；而共价交联又赋予了聚合物以一定的强度和稳定性。该动态聚合物可以作为自修复材料、韧性材料、密封材料、胶黏剂、力传感器材料等而获得广泛的应用。

技术领域：

本发明涉及智能聚合物领域，具体涉及一种由共价键和离子-偶极作用构成的杂化交联动态聚合物。

背景技术：

超分子化学是基于分子间的非共价键相互作用而形成分子聚集体的化学，主要研究分子之间的非共价键的弱相互作用及它们之间的协同作用而生成的分子聚集体的组装、结构与功能。超分子聚合物是高分子科学研究中的一个全新领域，其基于超分子化学的弱相互作用而具有动态可逆性，是一类全新的智能材料。超分子作用的作用力较小，其所需要的动态条件也较温和，动态性能较好，在构筑功能分子和材料、开发化学传感器、调控生物分子、控制智能分子开关和机器等方面表现出了重要作用。

为提高交联聚合物的力学性能，人们曾经尝试构建杂化网络结构，例如互穿网络(共价) 结构。在共价互穿网络结构中，为了获得足够的韧性，往往需要对第一个网络进行大的溶胀 (例如以溶剂或者第二网络)，在使用时以牺牲第一网络(共价键的不可逆断裂)来获得不可逆的韧性。这类共价互穿网络不仅在破坏后不能进行任何修复，也缺乏动态性，使其性能和应用受到很大的限制。

因此，需要发展一种新型的杂化交联动态聚合物，使得体系既能够具有尺寸稳定性，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

针对上述背景，本发明提供了一种杂化交联动态聚合物，其含有离子-偶极作用和由共价键形成的共价交联以及可选的其他超分子作用，其中，所述的其他超分子作用至少选自离子作用、主体-客体作用、亲金属作用、偶极-偶极作用、卤键作用、阳离子-π作用、阴离子-π作用、苯-氟苯作用、π-π堆叠作用、离子氢键作用、氢键作用、金属-配体作用、自由基阳离子二聚作用。

本发明可通过如下技术方案予以实现：

一种杂化交联动态聚合物，其含有离子-偶极作用和由共价键形成的共价交联以及可选的其他超分子作用，其中，共价交联在至少一个交联网络中达到共价交联的凝胶点以上；其中，所述的其他超分子作用至少选自离子作用、主体-客体作用、亲金属作用、偶极-偶极作用、卤键作用、阳离子-π作用、阴离子-π作用、苯-氟苯作用、π-π堆叠作用、离子氢键作用、氢键作用、金属-配体作用、自由基阳离子二聚作用。

本发明中所述的杂化交联动态聚合物中，其他超分子作用可以是链内非交联作用和/或链间交联作用和/或非交联作用。

根据本发明的一个优选实施方式(第一种聚合物网络结构)，所述的杂化交联动态聚合物仅含有一个交联网络，并且在此交联网络中同时含有共价交联以及离子-偶极作用，其中，共价交联的交联度在其凝胶点以上，离子-偶极作用所提供的超分子交联的交联度在其凝胶点以上或以下。

根据本发明的另一个优选实施方式(第二种聚合物网络结构)，所述的杂化交联动态聚合物仅含有一个交联网络，并且在此交联网络中同时含有共价交联以及离子-偶极作用和至少一种其它超分子作用，其中，共价交联的交联度在其凝胶点以上，离子-偶极作用所提供的超分子交联的交联度在其凝胶点以上或以下，其它超分子作用所提供的超分子作用交联的交联度在其凝胶点以上或以下。