[發明專利]一種基于硅氧烷鍵高強度自修復材料的制備方法

有效

• 申請號: 202010008987.7
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111116926B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 紀紅兵;樊平;薛燦;周賢太;熊超;何耀榮;徐德靖
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C08G81/02
• 分類號: C08G81/02;C08F130/08
• 代理公司: 廣州市深研專利事務所(普通合伙) 44229
• 代理人: 姜若天

本發明公開了一種基于硅氧烷鍵高強度自修復材料的制備方法，將含硅氧烷鍵不飽和單體，加入引發劑聚合，然后將所得聚合物溶液與聚乙烯醇加熱充分反應，干燥后得到含硅氧烷鍵的高強度自修復材料。本發明采用的是不飽和烯烴和硅烷偶聯劑反應得到單體，選用常規的自由基引發劑引發聚合，然后將聚合物與聚乙烯醇加熱混合反應，反應原料廉價易得、反應條件溫和。避免使用復雜的反應路線、高成本的原料。本發明各步反應產率高，反應簡單、易行，產物容易分離。本發明制備的自修復材料力學性能優異，修復條件簡單溫和。

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體地說，涉及一種基于硅氧烷交換的高強度自 修復材料的制備方法。

背景技術

自修復材料在受到損傷后可自動檢測損傷并實現自動愈合，在工程領域可以 減少因材料的裂紋導致的安全事故的發生，同時由于材料的自修復特性，使得材 料可以循環多次使用，緩解了材料失效、回收困難帶來的環境污染問題。高強度 的高分子材料優異的力學性能很大程度上依賴于高分子鏈段之間的纏繞和交聯， 當材料受到損傷，由于高分子鏈段在短時間內上難以實現分子鏈的快速遷移和纏 繞，實現材料的重復利用只能通過將材料加熱熔融后，重新塑形，所以自修復性 能和優異的力學性能在理論上難以兼顧，這導致了目前自修復材料的通病，即力 學強度低，限制了自修復材料的實際應用。因此，解決自修復性能和高強度力學 性能之間的矛盾，是實現自修復材料的應用的關鍵。

高強度自修復材料在醫用材料、航空航天、涂層等領域均有廣闊的應用前景， 中國專利CN108503782A公開了一種高強度自修復聚氨酯彈性體的制備方法， 其制備方法復雜、反應條件苛刻。中國專利CN105802576A公開了一種自修復 強力膠及其制備方法，該自修復強力膠的物理機械性能和自修復性能優異，但是 這種自修復強力膠的結構復雜、成本較高。

因此，設計一種結構簡單、成本低廉、制備方法簡單、易于實現工業化，同 時具有優異的物理機械性能和自修復性能的自修復材料非常迫切。

發明內容

本發明的目的本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于硅氧烷 鍵交換的高強度自修復材料的制備方法，通過本發明方法制備的聚合物，兼具優 異的力學性能和自修復性能。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于硅氧烷鍵交換的高強度自修復材料的制備方法，將含硅氧烷鍵不飽 和單體，加入引發劑的引發單體聚合，然后將所得聚合物溶液與醇類聚合物加熱 充分反應，干燥后得到含硅氧烷鍵的高強度自修復材料。

本發明的基于硅氧烷鍵交換的高強度自修復材料以硅氧烷鍵的動態交換實 現自修復；

所述的基于硅氧烷鍵交換的高強度自修復材料力學拉伸強度約為17.5MPa， 彈性模量約為1187MPa；

所述的基于硅氧烷鍵交換的高強度的自修復材料可在室溫下實現修復。

作為優選的，在上述的制備方法中，所述含硅氧烷鍵的不飽和單體的結構通 式如下為：

其中，

R₁、R₂、R₃均代表甲基或乙基；

Y選自式Ⅱ～式Ⅸ中的一種：

作為優選的，在上述的制備方法中所述引發劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚 腈和偶氮二異丁酸二甲酯中的一種，引發溫度為70℃～100℃。

作為優選的，在上述的制備方法中，所述聚乙烯醇的分子量為70000-130000 g/mol，濃度為10wt.％-30wt.％。