[发明专利]一种多官能度的吖嗪衍生物及其制备的聚氨酯弹性体

说明书

本发明公开了一种多官能度的吖嗪衍生物及其制备的聚氨酯弹性体，属于聚合物材料合成技术领域。本发明吖嗪衍生物的结构如通式(1)所示：本发明吖嗪衍生物为扩链剂或交联剂制备的聚氨酯弹性体，兼具热塑性和热固性聚氨酯的优点，具有高温抗蠕变性、机械性能优良、可回收性、优异的内在抗菌性。

技术领域

本发明涉及聚合物材料合成技术领域，尤其是涉及一种多官能度的吖嗪衍生物及其制备的聚氨酯弹性体。

背景技术

聚氨酯弹性体具有优异的机械性能、自修复性能、回弹性能以及生物相容性，在缓冲减震、粘合剂、自修复涂层、柔性电子和3D打印等领域都有广泛的应用。聚氨酯弹性体分为两类：热塑性聚氨酯弹性体(thermoplastic PU)和热固性聚氨酯弹性体(thermosetPU)。热塑性聚氨酯弹性体是由二异氰酸酯、多元醇和小分子扩链剂合成的具有线性结构的聚合物。低温时为固体，加热后线性聚氨酯分子间氢键被破坏，具有流动性；当温度降低后，分子间氢键相互作用形成物理交联，弹性体重新固化。因此热塑性聚氨酯弹性体具有易于加工、回收的特性，且分子链间氢键在室温时具有优异的自修复性。但是线性结构导致其机械性能、耐化学性能和耐热性能较差。而热固性聚氨酯具有交联网络，展现出更高的强度、抗蠕变性、耐化学性能和耐热性。但是由于其永久交联结构，热固性聚氨酯存在不可回收、不可再加工等问题，对环境施加了不利的影响，提高了材料的成本，不利于可持续发展。

为了解决上述问题，人们将动态共价键引入网络形成“共价可适应网络”(covalent adaptable networks，CANS)，结合了热塑性树脂和热固性树脂的优点。Reportto date，许多动态共价键被设计并引入来制备性能优异的、可回收的聚氨酯弹性体，如二硫键、二碲键、硼氧六环、硼酸酯交换、DA反应、肟-甲酸酯键、希夫碱等等。尽管发展迅速，但目前为止报道的动态共价聚氨酯弹性体的抗蠕变性仍然普遍较弱，导致其不能胜任高强度的工作，如高强度的缓冲减震和高温条件。例如二硫键、二碲键在室温即可逆交换，会导致弹性体的耐热性较差、工作温度过低；赵宁课题组制备的肟基动态共价聚氨酯弹性体，在100℃以下具有良好的抗蠕变性，110℃时，形变速率加快，并且有较高的残余应变。此外，DA体系中的双键在高温时有自聚和氧化的风险；oxime-carbamate bonds离解后生成的异氰酸酯基团可能和空气中的水蒸气反应。因此开发一种工作温度高、具有高温抗蠕变性、机械性能优良、可回收的聚氨酯弹性体仍是一个挑战。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明人提供了一种多官能度的吖嗪衍生物及其制备的聚氨酯弹性体。本发明多官能度的吖嗪衍生物制备的聚氨酯弹性体兼具热塑性和热固性聚氨酯的优点，具有高温抗蠕变性、机械性能优良、可回收性、优异的内在抗菌性。

本发明的技术方案如下：

一种多官能度的吖嗪衍生物，所述吖嗪衍生物的结构如通式(1)所示：

通式(1)中，R表示为氢、C_1-6的烷基、苯基中的一种；

R₁、R₂分别独立地表示为氢、羟基、-O-(CH₂)₂-OH、-O-CH₂CHOHCH₂S(CH₂)₂-OH、-O-CH₂CHOHCH₂SCH₂CHOHCH₂OH中的一种。

进一步的，所述吖嗪衍生物的结构如通式(1-1)～通式(1-5)中的任一种所示：

R的含义同上文中的限定。

优选方案，所述吖嗪衍生物的结构为如下结构中的任一种：