[发明专利]热固性高分子材料加工、愈合和焊接方法

说明书

本发明公开了一种热固性高分子材料加工方法，包括以下步骤：提供热固性高分子材料，所述热固性高分子材料具有待加工部位，所述待加工部位具有交联网络，所述交联网络含有动态共价键；提供溶剂，用于溶胀所述待加工部位；使用所述溶剂处理所述待加工部位，溶胀所述待加工部位，使所述待加工部位发生动态共价键交换反应，形成新的交联网络；以及干燥所述热固性高分子材料，使所述待加工部位的所述新的交联网络的形状固定。本发明还公开了一种热固性高分子材料愈合方法和一种热固性高分子材料焊接方法。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，特别是涉及一种热固性高分子材料加工、愈合和焊接方法。

背景技术

高分子材料可以简单分为热固性和热塑性两种。热塑性高分子为线型聚合物，可通过加热熔融或溶剂溶解的方式进行再加工。热固性高分子为三维交联网络，具有不溶不熔的性质，一旦加工成型后不能再次加工。成型后的热固性高分子材料如果存在损伤或需要拼接后利用，就面临需要再次加工的问题。

目前，虽然现有的光、热、电等外界刺激诱导的方法能实现高分子材料的成型后加工，但利用这些方法构建过程复杂，制备工艺、刺激模式和工作条件仍需改进。加热是常用的刺激源，但它只适用于实验室研究。在实际的应用中，如果材料用于电子器件时，高温加热不仅会影响电子器件的性能，还可能带来安全隐患。如果材料只需局部加工时，直接加热并不能达到局部加热的效果。当材料体积较大或形状不规则时，需要很长时间的加热才能使整体达到均一的温度，快速的降温则是一个更大的问题。而光源虽具有可局部、远程、原位控制的优势，但也需要特殊的分子设计或引入光吸收物质，这存在分散困难、与高分子体系不相容的问题，部分光响应高分子材料还需要特殊的光源，这不仅成本较高，还在应用上很受限。因此，急需开发一种简便、高效的方法能够实现高分子材料的局部加工和整体加工。

发明内容

基于此，有必要提供一种简便、高效的方法，实现热固性高分子材料的加工、愈合和焊接。

一种热固性高分子材料加工方法，包括以下步骤：

提供热固性高分子材料，所述热固性高分子材料具有待加工部位，所述待加工部位具有交联网络，所述交联网络含有动态共价键；

提供溶剂，用于溶胀所述待加工部位；

使用所述溶剂处理所述待加工部位，溶胀所述待加工部位，使所述待加工部位发生动态共价键交换反应，形成新的交联网络；以及

干燥所述热固性高分子材料，使所述待加工部位的所述新的交联网络的形状固定。

在其中一个实施例中，所述待加工部位负载有动态共价键交换反应催化剂。

在其中一个实施例中，所述提供热固性高分子材料的步骤，包括以下步骤：

提供热固性高分子前体、固化剂和所述动态共价键交换反应催化剂；

将所述热固性高分子前体、所述固化剂和所述动态共价键交换反应催化剂混合，得到混合物；以及

加热所述混合物至所述热固性高分子前体的固化温度，得到热固性高分子材料。

在其中一个实施例中，所述动态共价键为动态酯键，所述热固性高分子材料为环氧树脂，所述热固性高分子前体为缩水甘油醚，所述固化剂为脂肪族酸酐，所述动态共价键交换反应催化剂为1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯，所述溶剂为四氢呋喃。

在其中一个实施例中，热固性高分子材料包括具有热固性的橡胶、聚合物纤维、树脂、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述热固性高分子材料为热固性树脂，所述热固性树脂包括聚氨酯、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂及双马来酰亚胺树脂中的一种或多种。