[发明专利]一种超高强度可修复可循环利用的弹性体材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种超高强度可修复可循环利用的弹性体材料及其制备方法，属于高性能弹性体材料技术领域。共轭类聚合物A和线性聚合物B通过氨基(或羟基)与异氰酸酯基反应，实现共聚。其在弹性体中发挥不同的作用：共轭类聚合物A作为硬链段，为弹性体提供刚性骨架；共轭类聚合物A可以在聚合物网络中实现自组装，从而形成纳米微相区，进一步增强弹性体材料。而线性的聚合物B中含有大量的氢键，可以在拉伸过程中实现有效的能量耗散，从而提高弹性体的拉伸性能。本发明通过化学共聚的方式使两种聚合物结合在一起，材料在宏观上没有表现出明显的分相结构。由于弹性体材料中并没有引入永久交联位点，因此可以实现修复与循环利用的功能。

技术领域

本发明涉及高性能弹性体材料技术领域，尤其涉及一种超高强度可修复可循环利用的弹性体材料及其制备方法。

背景技术

弹性体材料因具备优良的机械性能，广泛应用于生活中的多个领域，例如汽车领域、柔性器件领域以及医疗领域等等。然而，现在的高性能弹性体材料一般通过永久交联来实现，无法实现修复或循环利用的功能，因此造成大量的资源浪费和环境污染。随着时代的进步，赋予弹性体材料修复与循环利用的性能是十分必要的。

如今赋予弹性体材料修复与循环利用的功能一般是通过可逆交联来实现，然而可逆交联的弹性体材料一般会造成机械性能下降，难以实现在实际领域中的应用。近年来，在弹性体材料中引入纳米微结构是一种有效增强弹性体的方式，同时该方法相比永久交联而言更易实现材料的修复与循环利用。但是通过纳米微结构增强的方式制备的弹性体材料在强度上仍然受限。因此，制备同时具备优异的机械性能并且可以修复与循环利用的弹性体材料仍具备一定难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高强度可修复可循环利用的弹性体材料及其制备方法，本发明提供的弹性体材料同时具备优异的机械性能并且可以修复与循环利用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种弹性体材料，由共轭类聚合物A和线性聚合物B共聚而成；所述共轭类聚合物A的摩尔量为共轭类聚合物A和线性聚合物B总摩尔量的25～50％；

所述共轭类聚合物A为氨基或羟基封端的共轭类聚合物；

所述线性聚合物B为含有氢键和异氰酸酯基的线性聚合物。

优选的，所述共轭类聚合物A为氨基封端的聚酰亚胺、羟基封端的聚酰亚胺、氨基封端的聚醚醚酮、羟基封端的聚醚醚酮、氨基封端的聚醚酰亚胺和羟基封端的聚醚酰亚胺中的一种或多种。

优选的，所述线性聚合物B为异氰酸酯基封端的聚氨酯、聚脲和聚脲氨酯的一种或多种。

本发明提供了上述方案所述弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：将共轭类聚合物A和线性聚合物B溶解到有机溶剂中，进行共聚反应，去除有机溶剂后，得到所述弹性体材料。

优选的，所述共聚反应的温度为60～80℃。

优选的，所述共聚反应的时间为8～24h。

优选的，所述有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺、乙腈、N-甲基吡咯烷酮和氯仿中的一种或多种。

优选的，所述有机溶剂中共轭类聚合物A和线性聚合物B的总浓度为40～100mg/mL。

优选的，所述去除有机溶剂包括：将共聚反应所得聚合物溶液置于25～90℃条件下挥发有机溶剂。

优选的，所述共聚反应在催化剂存在条件下进行。

本发明提供了一种弹性体材料，由共轭类聚合物A和线性聚合物B共聚而成；所述共轭类聚合物A的摩尔量为共轭类聚合物A和线性聚合物B总摩尔量的25～50％；所述共轭类聚合物A为氨基或羟基封端的共轭类聚合物；所述线性聚合物B为含有氢键和异氰酸酯基的线性聚合物。