[发明专利]一类可降解的共价交联聚合物及其制备工艺和应用

说明书

本发明公开了一类可降解的共价交联聚合物及其制备工艺和应用，属于有机化学和环境科学及其应用领域。本发明利用环己二酮上的二甲硫醚键与不同端氨基化合物在温和条件下共价交联制备成聚合物材料。通过核磁共振、凝胶渗透色谱、拉曼光谱等表征相应聚合物结构特征，通过热力学分析、拉伸仪等研究聚合物材料性能。聚合物具备高分子量、可加工成型、高机械性能等优良特性。这些聚合物包含线型聚合物、热固性聚合物。同时聚合物可大量制备，部分原料廉价易得，并且所有聚合物在乙二胺溶液中可以降解回收，是一种十分环保的聚合材料加工回收的制备方法。

技术领域

本发明属于有机化学和环境科学及其应用领域，涉及基于动态共价健理论的聚合物的制备方法及性能表征，具体涉及一类可降解的共价交联聚合物及其制备工艺和应用。

背景技术

塑料已成为人类生活必不可少的高分子材料，生活中常用的塑料大多通过化学原料聚合合成(如聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等)，其中热固性塑料的共价交联聚合物结构赋予了材料优异的力学性能和尺寸稳定性，但也使其难以再加工及循环利用。废弃的热固性塑料造成了严重的资源浪费和环境污染。

动态共价键是一类在一定条件下可以发生可逆反应的重要化学键，随着动态共价键在自修复、重加工和塑性性能等领域的发展,越来越多的研究开始关注动态共价交联聚合物。这类聚合物不仅具有热固性聚合物稳定的共价交联网络而且具有热塑性聚合物的重加工性能。

目前报道的动态可逆化学反应种类繁多,主要包括酯交换反应、硅氧烷平衡反应、狄尔斯-阿尔德反应、亚胺键和酰腙键可逆反应、烯烃复分解反应和自由基加成-断裂-链转移反应等。但是，大多数动态共价反应制备阶段，需要溶剂、催化剂或者要求苛刻的条件，造成制备成本高、难回收等问题，这些问题限制了动态可逆化学反应的发展。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一类可降解的共价交联聚合物及其制备工艺和应用。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开的一类可降解的共价交联聚合物的制备工艺，该可降解的共价交联聚合物由含二甲基硫的单体化合物与氨基化合物在无溶剂条件下通过球磨反应制得；

所述含二甲基硫的单体化合物结构如下：

所述氨基化合物结构式如下：

所述可降解的共价交联聚合物结构如下：

其中，EWG为吸电子基团，R为脂肪或芳香基团，n＝循环数目，n≥2。

优选地，当氨基化合物选择1,4-苯二甲胺或1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷时：1,4-苯二甲胺或1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷与含二甲基硫的单体化合物与的反应摩尔比为1:1。

优选地，当氨基化合物选择三(2-氨基乙基)胺时：含二甲基硫的单体化合物与三(2-氨基乙基)胺的反应摩尔比为3:2。

优选地，球磨反应在球磨机中，室温下进行，反应时间为10～60分钟。

优选地，所述含二甲基硫的单体化合物选自下述结构之一：

本发明还公开了采用上述的制备工艺制得的可降解的共价交联聚合物，可降解的共价交联聚合物结构如下：

其中，EWG为吸电子基团，R为脂肪或芳香基团，n＝循环数目，n≥2。

优选地，该可降解的共价交联聚合物为下述结构之一：