[发明专利]自修复增强增韧复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种自修复增强增韧复合材料及其制备方法。本发明采用自由基共聚法往聚合物基体中引入Diels‑Alder动态共价键和锌离子‑咪唑可逆配位键提高聚合物的机械强度，并赋予聚合物优异的自修复性能，首先合成双键封端的含Diels‑Alder键的共聚单体PADA和含咪唑基的共聚单体N‑(3‑(1H‑咪唑‑1‑基)丙基)丙烯酰胺，然后，将上述单体与丙烯酸羟乙酯在AIBN作用下自由基共聚合成聚合物IHPN，最后将聚合物IHPN浸泡在锌离子溶液中制得自修复增强增韧复合材料IHPN‑Zn。本发明制备的复合材料在给予70℃下具有优异的自修复功能，同时具有很高的强度和韧性，其杨氏模量最高可达183MPa，拉伸强度最高可达14MPa，伸长率最高可达200％。

主权项

1.自修复增强增韧复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1：在N,N'‑(4,4'‑亚甲基二苯基)双马来酰亚胺的甲苯溶液中加入糠醇，于60～80℃下搅拌进行Diels‑Alder反应，反应结束后过滤，将沉淀物溶于二氯甲烷中，逐滴加入乙醚中沉淀、抽滤、干燥，重复沉淀、抽滤、干燥步骤2～3次，得到的纯产物固体和三乙胺再溶于二氯甲烷中，氮气保护下，冰浴条件下滴加丙烯酰氯，室温下搅拌过夜，反应结束后，过滤，得到的滤液通过乙醚沉淀、抽滤、干燥，得到PADA单体；步骤2：将AIBN的二甲基甲酰胺溶液逐滴加入HEA单体、IMPAA单体和PADA单体的混合二甲基甲酰胺溶液中，65～75℃下，搅拌下自由基聚合反应2～4h，干燥后热压，得到自修复复合材料IHPN；其中，以HEA单体、IMPAA单体和PADA单体的摩尔总量为100％，所述的PADA单体占摩尔总量的1％～1.5％，IMPAA单体占摩尔总量的8％～12％；步骤3：将自修复复合材料IHPN浸泡在三氟甲烷磺酸锌的甲醇溶液中，干燥后热压，得到自修复增强增韧复合材料IHPN‑Zn。