[发明专利]一种兼具自修复和形状记忆特性的聚己内酯基聚合物电解质及其制备

权利要求书

1.一种兼具自修复和形状记忆特性的聚己内酯基聚合物电解质，其特征在于，该聚合物电解质是通过将含二硫键的聚氨酯预聚物混入碱金属盐后通过多臂交联剂交联得到的；该聚合物电解质具有聚氨酯交联网络结构，且该交联网络结构中含有二硫键、分子间氢键与聚己内酯嵌段；

在该聚合物电解质中，所述聚氨酯交联网络能够作为起始形状的固定相，其中的所述聚己内酯嵌段能够作为可逆相，所述聚己内酯嵌段随温度变化发生的熔融转变能够使该聚合物电解质具有形状记忆功能；

并且，该聚合物电解质中所具有的二硫键与分子间氢键，当聚合物电解质破损时，所述分子间氢键能够通过自身的界面功能基团重新形成分子间氢键，所述二硫键能够发生可逆复分解反应再构，从而使所述聚合物电解质具有自修复性能。

2.一种兼具自修复和形状记忆特性的聚己内酯基聚合物电解质的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

S1：将己内酯与乙二醇在催化剂存在条件下，通过配位开环聚合得到聚己内酯二醇；

S2：将二异氰酸酯化合物与所述步骤S1得到的聚己内酯二醇在催化剂存在条件下，于溶剂中通过所述二异氰酸酯化合物的异氰酸根与所述聚己内酯二醇的羟基间的缩聚反应得到聚氨酯预聚物；然后，将该聚氨酯预聚物继续与作扩链剂的二硫键化合物反应得到含二硫键的聚氨酯预聚物；

S3：将所述步骤S2得到的含二硫键的聚氨酯预聚物掺杂碱金属盐得到聚合前驱液，并通过多臂交联剂交联制得聚氨酯类聚合物网络，干燥除去溶剂即可得到兼具自修复和形状记忆特性的聚己内酯基聚合物电解质；该聚合物电解质具有聚氨酯交联网络结构，且该交联网络结构中含有二硫键、分子间氢键与聚己内酯嵌段。

3.如权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述己内酯与乙二醇两者的摩尔比为10:1～100:1，相应的，所述聚己内酯二醇分子量为1000～10000；所述催化剂优选为辛酸亚锡；所述配位开环聚合具体是在100～140℃下搅拌反应6～24h。

4.如权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；

所述二异氰酸酯化合物为异佛尔酮二异氰酸酯、4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)、六亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种；所述二硫键化合物为双(2-羟乙基)二硫化物、4,4'-二羟基二苯二硫醚、胱胺、4,4'-二氨基二苯二硫中的一种或多种；

所述二异氰酸酯化合物与聚己内酯二醇两者的摩尔比为5:3～5:1，所述缩聚反应是在50～90℃下搅拌反应1～8h；

所述二异氰酸酯化合物与二硫键化合物两者的摩尔比为2:1～5:1；与所述二硫键化合物的反应是在30～60℃下搅拌反应1～4h；

当所述二硫键化合物为双(2-羟乙基)二硫化物、4,4'-二羟基二苯二硫醚时，所述聚氨酯预聚物与所述二硫键化合物的反应是在催化剂存在条件下进行的，所述催化剂优选为二月桂酸二丁基锡；

当所述二硫键化合物为胱胺、4,4'-二氨基二苯二硫时，所述聚氨酯预聚物与所述二硫键化合物的反应是在不含催化剂的条件下进行的。

5.如权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述多臂交联剂为三乙醇胺、季戊四醇、三(2-氨基乙基)胺、聚乙烯亚胺中的一种或多种；其中，所述聚乙烯亚胺的分子量为300-1000；

当所述多臂交联剂为三乙醇胺、季戊四醇时，所述交联是在催化剂存在条件下进行的，所述催化剂优选为二月桂酸二丁基锡；

当所述多臂交联剂为三(2-氨基乙基)胺、聚乙烯亚胺时，所述交联是在不含催化剂的条件下进行的；

所述步骤S2中所述二异氰酸酯化合物的用量与所述步骤S3中所述多臂交联剂的用量满足摩尔比3:1～23:1；所述通过多臂交联剂交联，具体是在0～30℃下搅拌反应1～20h。

6.如权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述溶剂为四氢呋喃、二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。