[发明专利]聚合物体系及其制备方法

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种聚合物体系及其制备方法。所述聚合物体系包括：多元醇、含硼交联剂和pH调节剂；其中，所述多元醇含有至少两个二醇结构片段，所述含硼交联剂中的一个硼原子最多与一个碳原子直接键合，所述多元醇中的二醇结构片段与所述硼交联剂中的硼形成硼酸酯键；所述聚合物体系的玻璃化转变温度高于塑化温度。因本发明聚合物体系的玻璃化转变温度通过多元醇可在较大范围内调节，从而可适应不同场合的使用要求。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种聚合物体系及其制备方法。

背景技术

有机高分子材料又称聚合物或高聚物，是一类由一种或几种分子或分子团(结构单元或单体)以共价键结合成具有多个重复单体单元的大分子；它们可以是天然产物如纤维、蛋白质和天然橡胶等，也可以是用合成方法制得的，如合成橡胶、合成树脂、合成纤维等非生物高聚物等。

聚合物的塑化温度为聚合物内可逆键发生键交换的温度，为聚合物的塑形提供可行性，聚合物的玻璃化转变温度用以实现聚合物的形状固定，当低于此温度时，聚合物转化为玻璃态，键交换过程缓慢，从而使聚合物固定形状并获得一定的力学性能。但现有合成聚合物的过程中，往往对聚合物的玻璃化转变温度难以调节把控，因此得到的聚合物的难以适合不同场合的使用要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种聚合物体系及其制备方法，旨在解决现有聚合物的玻璃化转变温度难以调控，以致无法适应多场合需求的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种聚合物体系，所述聚合物体系包括：多元醇、含硼交联剂和pH调节剂；其中，

所述多元醇含有至少两个二醇结构片段，所述含硼交联剂中的一个硼原子最多与一个碳原子直接键合，所述多元醇中的二醇结构片段与所述硼交联剂中的硼形成硼酸酯键；

所述聚合物体系的玻璃化转变温度高于塑化温度。

本发明另一方面提供一种上述聚合物体系的制备方法，包括如下步骤：

提供所述多元醇、含硼交联剂和pH调节剂；

将所述多元醇、含硼交联剂和pH调节剂混合在一起，加热至所述聚合物体系的玻璃化转变温度以上，然后进行形变处理，得到初始聚合物材料；

将所述初始聚合物材料降温至所述聚合物体系的玻璃化转变温度以下，得到所述聚合物体系。

本发明提供的聚合物体系中，多元醇与硼交联剂形成硼酸酯键，通过硼酸酯键构建成聚合物体系的整个网络结构，该硼酸酯键的键交换温度较低，且pH调节剂可使该硼酸酯键更加稳定，通过对多元醇的选择，可决定和调控硼酸酯键可交换温度；同时，聚合物体系的玻璃化转变温度由多元醇部分提供，通过不同种类的多元醇可方便地实现对玻璃化转变温度的调控，因此，最终可以通过对多元醇的选择达到聚合物体系的玻璃化转变温度高于塑化温度。在玻璃化转变温度以上时，由于硼酸酯键的交换，聚合物体系可以获得较低的粘度，易于塑形，在玻璃化转变温度以下时，由于硼酸酯键交换缓慢，聚合物体系可以获得较好的力学性能；因本发明聚合物体系的玻璃化转变温度通过多元醇可在较大范围内调节，从而可适应不同场合的使用要求。

本发明提供的上述聚合物体系的制备方法，先将聚合物材料的成分混合加热至聚合物体系的玻璃化转变温度之上，进行形变至预定形状，然后降温至聚合物体系的玻璃化转变温度以下即得到所述聚合物体系。加热到玻璃化转变温度以上时，由于体系的塑化转变温度低于玻璃化转变温度，硼酸酯键会发生键交换反应，此时，在外力作用下，混合材料发生的宏观形变会通过硼酸酯键的交换反应成为永久的塑性形变；当温度降至玻璃化转变温度以下时，由于玻璃化态限制聚合物的链段运动，硼酸酯键交换缓慢，聚合物体系的形状得以固定，力学性能提高。最终制得的聚合物体系的玻璃化转变温度可在较大范围内调节，从而可适应不同场合的使用要求。