[發明專利]一種針對玻璃化轉變溫度高的脆性材料的多重自修復結構的設計

在審

• 申請號: 202110032544.6
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112852151A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 李曉丹;黃偉;鄧霏;丁超;王冠輝;肖琳
• 申請（專利權）人: 井岡山大學
• 主分類號: C08L79/04
• 分類號: C08L79/04;C08L61/16;C08K3/04
• 代理公司: 南昌大牛知識產權代理事務所(普通合伙) 36135
• 代理人: 喻莎

本發明涉及耐高溫高分子材料制備領域，具體涉及一種針對玻璃化轉變溫度高的脆性材料的多重自修復結構的設計，該方法通過引入自修復結構提高了材料的韌性，當受到破壞產生微裂紋時可以通過局部加熱，自動修復微裂紋。這種具有自修復功能的耐溫材料適合應用在耐高溫、耐燒蝕的力學承力結構上，微小裂紋的恢復會使其力學性能也可以迅速恢復，延長了材料的使用壽命，增加了結構材料的可靠性。

技術領域

本發明涉及耐高溫高分子材料制備領域，具體涉及一種針對玻璃化轉變溫度高的脆性材料的多重自修復結構的設計。

背景技術

玻璃化轉變溫度高的材料一般脆性都很大，因為玻璃化轉變溫度高的材料的結構剛性比較大，導致脆性大，容易產生脆性微裂紋。利用動態可逆鍵可以修復這些微裂紋，但是對于玻璃化轉變溫度高的脆性材料來說，鏈段運動困難，單單靠動態可逆鍵來修復，沒有鏈段運動的協效作用，很難達到自修復的效果。本發明采用一種可靠的方法來解決這一問題，該方法是在脆性材料體系中引入熱塑性聚合物，熱塑性聚合物加熱后熔融，就代替了鏈段運動，可以和自修復鍵產生協效作用，熱塑性聚合物既能起到物理增韌和物理填充微裂紋的作用，也可以實現其熱塑性聚合物與鄰苯二甲腈聚合物之間形成動態可逆鍵，進行化學修復微裂紋的目的。

發明內容

本發明的目的是為了解決Tg溫度高的脆性聚合物脆性大，容易產生微裂紋的問題，并提出對已經產生的微裂紋的聚合物進行物理和化學雙重自修復的方法。

為實現上述目的，本發明提供一種針對玻璃化轉變溫度高的脆性材料的多重自修復結構，所述結構由耐高溫樹脂、熱塑性聚合物和填料按照比例混合制備而成，所述結構經過固化后具有良好的韌性，當受到破壞產生微裂紋時可以通過加熱，對微裂紋自動進行修復。

優選的，所述耐高溫樹脂為耐高溫環氧樹脂、耐高溫氰酸酯樹脂、耐高溫鄰苯二甲腈樹脂中的一種或者幾種。

優選的，所述熱塑性聚合物是帶有活性基團的聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚苯硫醚、聚醚醚酮。

優選的，所述填料包括具有導熱性和吸光作用，其中具有導熱性的填料為碳粉、碳納米管、石墨烯、金屬銀粉、金屬鋅粉、金屬金粉、氮化鋁粉、氮化硼粉、碳化硅粉中的一種或者幾種，具有吸光作用的填料為鈦白粉、聯吡啶染料、聚多巴胺、苯胺黑中的一種或者幾種。

優選的，所述比例是高溫樹脂不小于50％，熱塑性聚合物為20％-40％，填料為10％-30％。

優選的，所述修復是指玻璃化轉變溫度高的熱固性聚合物與熱塑性聚合物含有活性基團，發生反應，形成動態可逆鍵，通過加熱，熱塑性聚合物熔融，相對流動代替了鏈段運動，通過流動先是物理填補微裂紋，然后它們發生自修復反應，又通過動態可逆鍵把兩種聚合物連接上，以達到物理和化學兩方面的修復。

優選的，所述動態可逆鍵是氫鍵、二硫鍵、DA動態共價鍵、配位鍵中的一種或者幾種。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：在脆性材料體系中引入熱塑性聚合物，熱塑性聚合物加熱后熔融，就代替了鏈段運動，可以和自修復鍵產生協效作用，熱塑性聚合物既能起到物理增韌和物理填充微裂紋的作用，也可以實現其熱塑性聚合物與鄰苯二甲腈聚合物之間形成動態可逆鍵，進行化學修復微裂紋的目的。

具體實施方式

下面結合實例對本發明進行進一步的說明。

實施例1