[發明專利]基于Diels-Alder反應的聚硅氧烷彈性體材料在可重塑材料中的應用

有效

• 申請號: 201810098834.9
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN110092912B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 鄭俊萍;王進科
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C08G77/388
• 分類號: C08G77/388
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

本發明公開基于Diels?Alder反應的聚硅氧烷彈性體材料在可重塑材料中的應用，將帶有環氧基官能團的縮水甘油糠醚與雙馬來酰亞胺利用Diels?Alder反應，合成具有雙環氧基官能團的物質；再利用該含雙環氧基官能團的物質作為交聯劑與氨丙基封端的聚硅氧烷(或側氨基聚硅氧烷)反應，將Diels?Alder動態熱可逆鍵引入到聚硅氧烷彈性體中。本發明制備的可重塑的聚硅氧烷彈性體僅需通過溶液熱處理再通過澆注成型的方法，便可實現交聯彈性體的重塑成型，該彈性體材料的合成工藝簡單，具有可重塑的性質。

技術領域

本發明涉及聚硅氧烷彈性體材料及其制備領域，更具體地說涉及一種基于Diels-Alder反應的可重塑的聚硅氧烷彈性體材料及其制備方法。

背景技術

高分子材料發展到現在，已經成為人們日常生活中不可缺少的物質材料，并與國民經濟息息相關。但是，由于目前絕大部分的高分子材料是以不可再生、日益短缺的化石資源為原料，并且在設計和合成的時候只考慮到其應用性和耐受性，卻很少考慮到材料最終的降解和回收，導致絕大部分的高分子材料廢棄物不能自然降解、很難回收利用。聚硅氧烷彈性體作為交聯體系，其本身無法進行再次回收利用，由于其為合成高分子，生產成本較高無法回收再利用勢必會造成資源的浪費和對環境的破壞，因此如何制得可回收再利用的交聯聚硅氧烷彈性體材料已成為當下研究的一個熱點領域。該研究不但對于推動科學研究的發展具有理論意義，而且對減少資源的浪費和對環境的破壞就有極其重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供基于Diels-Alder反應的聚硅氧烷彈性體材料在可重塑材料中的應用，一種在溶液熱處理的條件下即可實現重塑成型的聚硅氧烷交聯彈性體材料，該材料不僅具有良好的機械性能，還可重塑成型。

本發明的技術目的通過下述技術方案予以實現：

基于Diels-Alder反應的聚硅氧烷彈性體材料在可重塑材料中的應用。

基于Diels-Alder反應的聚硅氧烷彈性體材料，以含雙環氧基官能團的物質和氨丙基封端的聚硅氧烷或者側氨基聚硅氧烷在無氧條件下進行反應，以使環氧基官能團與氨丙基封端的聚硅氧烷或者側氨基聚硅氧烷中的氨基官能團發生化學反應，形成交聯的三維網絡體系來進行制備；含雙環氧基官能團的物質由縮水甘油糠醚和雙馬來酰亞胺在無氧條件下反應得到，具體來說：

雙馬來酰亞胺為N,N’-(4,4’-亞甲基二苯基)雙馬來酰亞胺、N,N’-(1,4-亞苯基)雙馬來酰亞胺、1,4-雙(馬來酰亞胺基)丁烷或者1,2-雙(馬來酰亞胺基)乙烷中的一種，即含有兩個及兩個以上馬來酰亞胺結構的物質中的一種。

氨丙基封端的聚硅氧烷的側鏈為甲基、乙烯基、苯基或者氟烴基，氨丙基封端的聚硅氧烷的數均分子量為1000-10000；側氨丙基聚硅氧烷的氨基摩爾含量(mol％)為1-10，數均分子量為1000-10000。

使用惰性保護氣體為反應體系提供無氧條件，如氮氣、氦氣或者氬氣。

在反應中，由氨丙基封端的聚硅氧烷或者側氨基聚硅氧烷提供氨基，雙環氧基官能團的物質提供環氧基，其中，縮水甘油糠醚、雙馬來酰亞胺和聚硅氧烷(氨丙基封端或者側氨基)的摩爾比為(1-3)：(1-2)：(1-2)，優選為(1-2)：1：1。

具體實施中，按照下述步驟進行：

步驟1，將縮水甘油糠醚和雙馬來酰亞胺置于溶劑中混合均勻，在無氧條件下，于60-70℃下回流5-10天(每天24小時)后，置于無水乙醚中沉淀析出，將沉淀物烘干、洗滌提純后，置于冰甲醇中沉淀析出烘干后，得到含雙環氧基官能團的物質；

步驟2，將步驟1制備得到的含雙環氧基官能團的物質和氨丙基封端的聚硅氧烷或者側氨基聚硅氧烷置于溶劑中混合均勻后，將其倒入到模具中，在無氧條件下，揮發和干燥，即可得到聚硅氧烷彈性體材料。