[发明专利]高分子材料及其制备方法、自修复体系和可重加工体系

说明书

本发明提供了一种高分子材料及其制备方法、自修复体系和可重加工体系，其中的高分子材料包括结晶性的聚己内酯链段，聚己内酯链段的结晶度为15～50％，聚己内酯链段能够进行结晶和熔融的可逆转变，从而与聚己内酯链段的分子链之间的酯‑酯交换起到协同作用，以完成高分子材料的自修复、重加工和回收。该高分子材料包括结晶性的聚己内酯链段，结晶性的聚己内酯链段熔融后，在高分子材料的自修复界面或聚合物粒子重加工界面，其分子链容易发生扩散，相互缠结的分子链之间发生酯‑酯交换反应，经过冷却后，网络结构重排的聚己内酯分子链重新结晶，实现高分子材料的可重复自修复和可回收功能，并且该高分子材料具有形状记忆功能和可降解功能。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种高分子材料及其制备方法、自修复体系和可重加工体系。

背景技术

高分子材料在国民经济和国防建设中的应用越来越多，根据加工性能，传统的高分子材料分为热塑性高分子材料和热固性高分子材料。与热塑性高分子相比，热固性高分子通常具有更高的强度和模量，并且由于其交联的网络结构而表现出更高的耐化学性和尺寸稳定性。由于这些特性，热固性高分子被广泛用于诸多领域。

然而，热固性高分子材料一旦形成交联网络，就会变得不熔不溶，这使得它们难以修复和回收。相关技术中，为了使得热固性高分子材料能够可修复、可重加工和可回收，通常需要在聚合物网络中引入大量羟基基团，不能够依靠聚合物自身实现自修复。

发明内容

基于此，有必要提供一种利用单一的酯-酯交换实现优异的自修复功能和重加工性能的高分子材料及其制备方法、自修复体系和可重加工体系。

一实施例提供的一种高分子材料，包括结晶性的聚己内酯链段，所述聚己内酯链段的结晶度为15～50％，所述聚己内酯链段能够进行结晶和熔融的可逆转变，从而与所述聚己内酯链段的分子链之间的酯-酯交换起到协同作用，以完成所述高分子材料的自修复、重加工和回收。

在一些实施例中，所述聚己内酯链段满足下述条件中的至少一项：

I.所述聚己内酯链段在所述高分子材料中的质量占比为40～80％；

II.所述聚己内酯链段的分子量为4000～100000Da。

在一些实施例中，所述高分子材料由结晶性的聚己内酯与聚合原料共聚形成；所述聚合原料包括单体和聚合物中的一种或多种；

可选地，所述结晶性的聚己内酯包括采用不饱和基团进行封端的封端聚己内酯。

在一些实施例中，所述不饱和基团包括羟基、氨基、巯基、炔基、叠氮基、环氧基、醛基、羧基、异氰酸酯基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、丙烯酰氨基、甲基丙烯酸异氰基乙酯和降冰片烯基封端中的一种或多种。

在一些实施例中，所述结晶性的聚己内酯为线型、星型或树枝型。

在一些实施例中，所述单体包括丙烯酸丁酯、(2,4,6-三氧代三嗪-1,3,5(2H,4H,6H)-三基)三(六亚甲基)异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和季戊四醇四-3-巯基丙酸酯中的一种或多种。

在一些实施例中，所述聚合物包括丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甘油酯的共聚物；

可选地，所述丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甘油酯的共聚物中甲基丙烯酸甘油酯的质量占比为20％。

在一些实施例中，所述高分子材料的自修复的温度为120～160℃。

一实施例提供的高分子材料的制备方法，包括如下步骤：

将结晶性的聚己内酯和催化剂混合，制得混合溶液；

采用紫外光照射所述混合溶液或加热所述混合溶液，制备所述高分子材料；