[發明專利]一種自修復材料的制備方法及該自修復材料的應用

有效

• 申請號: 202011395532.1
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112358620B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 孫旭輝;文震;蔣金星
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C08G77/455
• 分類號: C08G77/455;C08G77/458;C08G18/75;C08G18/61;C08G69/42;C08J3/24;C08L83/10;C08K3/16;C08K3/08;H02N1/04
• 代理公司: 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391
• 代理人: 白莉莉

本發明提供了一種種自修復材料的制備方法及該自修復材料的應用。該制備方法包括如下步驟：以雙(3?氨基丙基)封端的聚(二甲基硅氧烷)作為聚合物基體，以2,6?吡啶二羰基二氯化物以及4,4'?亞甲基雙(環己基異氰酸酯)作為間隔基，反應獲得化學式為PDMS?PU_x?PA_1?x的低聚物，其中，0＜x＜1；將所述低聚物和氯化鋅進行混合，以獲得化學式為PDMS?PU_x?PA_1?x?Zn的第一自修復材料。根據本發明的實施例，以聚二甲基硅氧烷的硅氧鏈為基體，通過擴鏈引入了離子絡合與氫鍵的雙重交聯作用，合成出了具有高拉伸性能和優異自修復性能的自修復材料。

技術領域

本發明涉及自修復材料領域，尤其涉及一種自修復材料的制備方法及該自修復材料的應用。

背景技術

隨著科技的進步，柔性可拉伸電子器件例如電子皮膚、電子顯示屏、超級電容器、健康監測傳感器等等在可穿戴電子設備方面有著巨大的應用前景。然而傳統的電源沒有辦法滿足柔性電子設備的需求，因為傳統電源例如鋰離子電池、鉛蓄電池等等沒有拉伸性而且使用壽命有限，對環境也有污染。近年來，摩擦納米發電機因為它們的高效性、可拉伸性、環境友好性而吸引了廣泛的關注，并有望解決柔性電源的問題。

然而，將摩擦納米發電機用作電源時，會發生諸如斷裂和磨損之類的損壞。在接觸分離模式下，摩擦納米發電機將面臨拍打甚至拉伸，這可能導致摩擦層和電極層斷裂。在接觸滑動模式下，摩擦納米發電機在長時間連續摩擦后會磨損，這可能導致摩擦層甚至電極層的磨損。這種不可恢復的損壞可能導致整個設備損壞并影響電學輸出性能。將具有自修復性能的材料應用到摩擦納米發電機中是一種有效的方法，將其作為電極或者摩擦層，可以使得摩擦納米發電機在損壞后實現自我修復，而不需要額外的重新拆解、組裝步驟。

現有技術中的具有自我修復功能的用于柔性電子器件的自修復材料的修復時間較長、修復效率較低，甚至需要在額外進行如輻射、加熱、噴水等外部處理才可以具有修復功能。并且，現有的自修復材料的拉伸性能較低，很難真正用在摩擦納米發電機上。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種可以在室溫下且無需任何外部處理即可實現自我修復過程，且高拉伸性能的第一自修復材料。

本發明的一個進一步的目的在于縮短第一自修復材料的自修復時間以及自修復的效率，以及進一步提高第一自修復材料的拉伸性能。

特別地，本發明提供了一種自修復材料的制備方法，包括如下步驟：

以雙(3-氨基丙基)封端的聚(二甲基硅氧烷)作為聚合物基體，以2,6-吡啶二羰基二氯化物以及4,4'-亞甲基雙(環己基異氰酸酯)作為間隔基，反應獲得化學式為PDMS-PU_x-PA_1-x的低聚物，其中，0＜x＜1；

將所述低聚物和氯化鋅進行混合，以獲得化學式為PDMS-PU_x-PA_1-x-Zn的第一自修復材料。

可選地，所述第一自修復材料的化學式中，x＝0.8、0.6、0.4或0.2。

可選地，以雙(3-氨基丙基)封端的聚(二甲基硅氧烷)作為聚合物基體，以2,6-吡啶二羰基二氯化物以及4,4'-亞甲基雙(環己基異氰酸酯)作為間隔基，反應獲得化學式為PDMS-PU_x-PA_1-x的低聚物，包括如下步驟：

將所述雙(3-氨基丙基)封端的聚(二甲基硅氧烷)、三乙胺以及二氯甲烷進行混合，并進行第一次攪拌；

加入所述2,6-吡啶二羰基二氯化物以及所述4,4'-亞甲基雙(環己基異氰酸酯)，在進行第二次攪拌和第三次攪拌后加入甲醇終止反應；