[发明专利]一种金属配位植物油基线性聚硫醚化合物及其制备方法

说明书

本发明公开一种金属配位植物油基线性聚硫醚化合物，涉及生物质基功能性材料技术领域，其结构式为：5≤n₁≤5000，1≤n₂≤50，3≤n₃≤50，0≤n₄≤50；R₃为与S形成配位的金属或金属离子，所述金属离子为以下任一种：Cu¹⁺，Cu²⁺，Ag⁺，Zn⁺，Ca²⁺，Mg²⁺，Fe³⁺，Fe²⁺，Al³⁺，Mn²⁺，所述金属为Ag。本发明还公开上述化合物的制备方法。本发明的有益效果在于：本发明中的金属配位植物油基线性聚硫醚化合物具有大量的金属配位牺牲键、可调的聚集态结构、优异力学性能以及独特的形状记忆功能，相较于单纯的植物油基线性聚硫醚化合物其物理机械性能提升10％～500％。

技术领域

本发明涉及生物质基功能性材料技术领域，具体涉及一种金属配位植物油基线性聚硫醚化合物及其制备方法。

背景技术

当今社会我们的生活已经离不开高分子化合物的存在，例如聚酯、聚酰胺、聚氨酯，聚醚等。然而，其中大多数高分子化合物都是由化石原料制备所得，生物质高分子化合物的发展仍处于起步阶段。随着社会的发展，人们对高分子化合物的需求越来越大，然而随着传统化石基高分子化合物造成的大量环境污染、资源浪费以及不可再生发展等问题。利用生物质原料代替化石原料制备各种高分子化合物是当今发展的趋势。例如，生物质聚酰胺(S.Samanta,J.He,S.Selvakumar,J.Lattimer,C.Ulven,M.Sibi,J.Bahr andB.J.Chisholm,Polymer,2012,54,1141–1149.)；生物质聚酯(Stempfle F,Ritter B S,Mülhaupt,Rolf,Green Chem.,2014,16,2008–2014)；生物质聚氨酯(Donglin Tang,Christopher W.Macosko，Polym.Chem.,2014,5,3231-3237)。

植物油是地球上最丰富地生物质资源之一，并且其内部含有大量的双键、羟基、酯基等活性官能团，是一类及其优良的化学加工原料。因此，利用植物油制备各种化合物成为了广大科研工作者关注的热点。但是，相较于传统的化石基高分子化合物，植物油基高分子材料的物理机械性能一直存在巨大的缺陷。因此近年来如何改善植物油基高分子材料的机械性能成为了该领域的重点与突破点。

为了改善植物油基高分子化合物的机械性能，科研工作者们对生物质高分子化合物进行了各种增强尝试。比如，在其中添加二氧化硅纳米颗粒增强性能(By Tao Wei,Lijuan Lei,Hailan Kang,Bo Qiao,Zhao Wang,Liqun Zhang,Phil Coates,Kuo-Chih Huaand Joseph Kulig，ADVANCED ENGINEERING MATERIALS 2012,14,No.1-2)；用纳米纤维素晶体作为填充物增强植物油基高分子化合物等。然而，即使添加了各种纳米填充物后其性能仍然不是很理想，并且还会导致其他的缺陷：填充物易聚集，影响加工性。因此，寻找一个简便，效率高、效果好的方法增强植物油基高分子材料成为了发展植物油基材料产业的关键点。公开号为CN107501554A的专利公开一种超高强度热塑性弹性体及其制备方法，但是制得的弹性体的机械性能只能达到20Mpa。

大自然界中存在许多具有优异性能的材料，例如蜘蛛丝、蚕丝、贻贝角质层。他们具有优异性能的主要原因就是因为其内部广泛存在的牺牲键。并且牺牲键的存在除了赋予其超乎寻常的的机械性能，还使其具有很好的的智能响应性，例如，蜘蛛丝的超收缩形状记忆特性。在未来的材料领域中已不仅仅需要机械性能上面的优异，而是需要将优异的机械性能与其他智能响应性例如形状记忆功能相结合。