[发明专利]一种基于杂化交联动态聚合物的吸能方法

说明书

本发明公开了一种基于杂化交联动态聚合物的吸能方法，所述吸能方法采用含有由共价键形成的共价交联和至少一种第二组超分子作用以及可选的第一组超分子作用构成的杂化交联动态聚合物进行吸能；其中，第二组超分子作用包括离子作用、离子‑偶极作用、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、自由基阳离子二聚作用，第一组超分子作用包括氢键作用、金属‑配体作用。所述的动态聚合物作为吸能材料进行使用可以提供良好的阻尼、减震、隔音、消声、抗冲击等功能，特别是应用于身体防护、防爆、空降和空投防护、汽车防撞、电子电器产品抗冲击防护等方面。

技术领域：

本发明涉及一种吸能方法，具体涉及一种基于由超分子作用和共价交联构成的杂化交联动态聚合物的吸能方法。

背景技术：

在日常生活和实际生产过程中，经常需要使用方法或手段来避免或减缓撞击、振动、震动、爆炸、声音等形式所造成的物理冲击带来的影响，其中，应用较为广泛的即是使用一种吸能材料进行能量吸收，从而对物理冲击起到有效的防护作用。用于吸能的材料主要有金属、聚合物、复合材料等。其中，聚合物材料的能量损耗来源主要有以下几种：1、利用聚合物在其玻璃化转变温度附近具有高损耗因子的现象吸能。这种方法由于材料处在玻璃化转变温度附近，材料的力学性能对温度变化敏感，在使用过程中材料的力学性能易随环境温度的变化而剧烈变化，给使用带来困难；2、利用共价键等化学键的断裂以及材料内部产生裂纹甚至材料整体的断裂等过程吸能，在上述各过程中，共价键的断裂与宏观的裂纹、断裂不但无法恢复，还将导致材料的力学性能降低，在一次或少数几次吸能过程后，材料必须及时替换才能维持原有的性能；3、利用形变，特别是聚合物橡胶态或粘弹态的较大形变所带来的分子链段间的内摩擦吸能，这种方法通常需要材料发生较大的形变才能产生显著的效果，而当材料发生能量高损耗的形变后，往往无法恢复到原来的形状，无法继续使用，必须被更换。新型抗冲击与吸能材料是近年来提出的一类新型材料，它的出现对于材料的选择及其性能研究具有重要的实用价值。不同构型的抗冲击吸能材料除了具有优良的力学、承载、抗冲击、吸能特性外，还具有阻尼、减振、吸声降噪、刺激响应等其他功能，从而满足航空航天、精密仪器、汽车工业等高新技术领域对于材料所提出的需求。

在现有技术中，用做吸能的聚合物材料常见的结构有基于上述各种能量损耗机理而设计得到的聚合物合金、聚合物互穿网络、聚合物弹性体等。这些用于吸能的结构往往是上述各机理的简单叠加，与单一的上述机理相比虽然一定程度上扩大了吸能范围，提升了吸能效率，但仍然无法避免其不足。因此，需要发展一种新的吸能方法，特别是利用引入一种新的能量吸收和损耗机理的聚合物来进行吸能，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，提供了一种基于杂化交联动态聚合物的吸能方法，所述的杂化交联动态聚合物，其含有共价交联和超分子作用；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。所述的杂化交联动态聚合物在具有良好的力学强度和一定的韧性的同时，也表现出良好的动态可逆性，并可通过超分子作用的可逆断裂来吸收能量，赋予动态聚合物以良好的抗冲击防护性，还可体现出刺激响应性和仿生力学性能，从而提供了一种新型的吸能方法。

本发明可通过如下技术方案予以实现：

本发明涉及一种基于杂化交联动态聚合物的吸能方法，提供一种杂化交联动态聚合物或其组成，并以其作为吸能材料进行吸能；其中，所述的杂化交联动态聚合物，其含有由共价键形成的共价交联和至少一种第二组超分子作用以及可选的第一组超分子作用；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，所述的第二组超分子作用包括离子作用、离子-偶极作用、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、自由基阳离子二聚作用，第一组超分子作用包括氢键作用、金属-配体作用。