[发明专利]一种光控智能自修复-粘附/脱附材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种光控智能自修复‑粘附/脱附材料的制备方法，是基于组合模具所具有的结构设计便利性和材料成型高效性，以808nm的近红外激光为控制光源，以N,N‑二甲基丙烯酰胺型智能水凝胶为自修复主体材料，N‑异丙基丙烯酰胺型智能水凝胶为粘附/脱附主体材料，通过原位自由基聚合，将具有光控自修复与光控粘附/脱附功能的两种智能水凝胶材料相结合，制备出一种具有光控、高修复率、高粘附/脱附率的智能自修复‑粘附/脱附材料，本发明所制备出的智能自修复‑粘附/脱附材料展现出良好的力学强度，而且生产成本低，加工制造方便，适用范围广，为解决智能材料兼具自修复性与粘附/脱附性问题提供了一种行之有效的新方法。

技术领域

本发明涉及智能材料技术领域，特别涉及一种光控智能自修复-粘附/脱附材料的制备方法。

背景技术

柔性智能材料，能更好的适应环境的变化，在外界刺激下响应变形，自主调节形态，以实现更多复杂的功能。由于不再需要复杂的机械设计促使结构发生变形，这使得智能材料凭借优良的环境适应性与功能多样性，广泛地应用在航空、航天、军工等众多工程领域。然而，随着现代工程技术的发展，为保证智能材料所制备的零部件具备功能多样性，以适应不同应用条件的要求，部分工况下需要将不同的智能材料进行组合。由于智能材料自身柔软的特性，传统的机械连接不能有效地将不同响应功能的智能材料连接到一起。这就要求用于粘接的智能材料具有粘附性与脱附性，以满足不同工况要求。并且在应用过程中，为降低使用成本，提高材料利用率，智能材料在外界载荷作用下出现损坏时，应当能够自我修复。因此，开发一种可控的自修复-粘附/脱附功能的智能材料并兼顾功能性与经济性，成为众多工程领域内亟待解决的问题。

为解决该问题，国内外学者开展了大量的研究工作，主要集中在：(1)材料成分调控，即在成分配比中的加入具有粘附性等特性的化学试剂，实现粘附性和自修复性；(2)材料制备工艺改进，即通入保护性气体，提高材料的结合强度；(3)材料成型工艺的改进，即采用原位自由基聚合或者紫外光固化的方法，保证材料固化成型效率。这些方法虽然取得了一定成效，但仍存在着不足之处。(1)仅仅就单一的自修复性或者粘附性进行改进，未将两种功能进行有机结合；(2)材料成型工艺复杂，制备成本较高。制备出的材料自身强度较低，不能满足复杂载荷工况的要求；(3)制备出的自修复或者粘附材料不具备“智能”性，即不具备可控修复性，且修复率较低。粘附性材料在脱附时，只能采用机械脱附，易破坏材料结构，不能可控脱附且脱附效率低。如何实现智能可控自修复-粘附/脱附材料的制备亟待进一步研究。

发明内容

本发明为解决上述背景技术中的现有问题，而提供一种光控智能自修复-粘附/脱附材料的制备方法，本发明采用组合设计与制备的理念，以自修复和粘附/脱附功能相结合为出发点，开发工艺简单，成本低，应用范围广，修复效率高，粘附/脱附性能好的制备工艺，为制备控制方式简单、智能的自修复-粘附/脱附材料提供了新思路、新途径，并奠定良好的技术基础。

本发明将组合模具制造技术所具有的结构材料设计便利性与材料成型结构高效性应用到智能自修复-粘附/脱附材料的设计制造中，以寻求一种控制方式简便，智能高效，适用范围广的自修复-粘附/脱附材料制备工艺，从而为工程领域内智能材料兼具自修复和粘附/脱附功能的问题提供一种有效的方法。

本发明的技术方案是基于组合模具具有的结构设计便利性和材料成型高效性，以808nm的近红外激光为控制光源，以N,N-二甲基丙烯酰胺型智能水凝胶为自修复主体材料，N-异丙基丙烯酰胺型智能水凝胶为粘附/脱附主体材料，通过组合模具技术，将具有光控自修复与光控粘附/脱附功能的两种智能水凝胶材料相结合，制备出一种具有光控、高修复率、高粘附/脱附率的智能自修复-粘附/脱附材料；

一种光控智能自修复-粘附/脱附材料的制备方法，具体制备方法如下：

一、光控智能粘附/脱附水凝胶的制备