[發(fā)明專利]一種光電磁響應的環(huán)氧類玻璃高分子

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110205291.8
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112980144A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳茂;趙秀麗;周琳;吳冶平;陳忠濤;張銀宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院化工材料研究所
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K3/22;C08G59/42
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 胡慧東

本發(fā)明公開了一種光電磁響應的環(huán)氧類玻璃高分子，按照重量份數(shù)由50?100份環(huán)氧樹脂、20?60份環(huán)氧固化劑、0?30份環(huán)氧稀釋劑、5?100份無機填料和0?5份催化劑組成。該光電磁響應的環(huán)氧類玻璃高分子能夠在特定激光、電壓/電流或交變磁場下驅(qū)動動態(tài)酯鍵或二硫鍵的可逆交換反應、聚合物鏈段的交換和交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的重組，從而實現(xiàn)環(huán)氧類玻璃高分子在光電磁的多種外部刺激下的修復和焊接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種光電磁響應的環(huán)氧類玻璃高分子。

背景技術(shù)

環(huán)氧聚合物，作為一種典型的熱固性高分子，因為出色的機械性能，優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和良好耐溶劑性而得到廣泛的應用。然而，在完全固化之后，環(huán)氧會形成三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，成為體型交聯(lián)結(jié)構(gòu)，形狀固定，無法再變形。與環(huán)氧等熱固性聚合物不同，線性或支鏈性的聚乙烯或聚丙烯等熱塑性聚合物能夠在溶劑或高溫下實現(xiàn)流動和多次成型，但其力學性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、耐熱性和耐溶劑性遠不如環(huán)氧等熱固性聚合物。

在本文中，為了使環(huán)氧聚合物兼顧熱固性聚合物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和熱塑性聚合物可重塑的優(yōu)點，設(shè)計了環(huán)氧類玻璃高分子(vitrimer)。這類環(huán)氧材料具有熱固性聚合物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、力學性能優(yōu)異和耐溶劑性等優(yōu)點，同時也具有熱塑性聚合物熱可修復、熱可重塑成型的特點。環(huán)氧類玻璃高分子的上述特性主要來源于交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中可逆交換動態(tài)鍵的引入，在高溫下可逆交換動態(tài)鍵能夠發(fā)生可逆的交換反應，使得交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在不發(fā)生斷裂的前提下實現(xiàn)聚合物鏈段的交換和交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的重組。由于交換反應不會導致交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)解聚，也不會降低網(wǎng)絡(luò)的交聯(lián)密度，環(huán)氧類玻璃高分子始終保持有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐溶劑性。因可逆交換動態(tài)鍵的熱響應性，環(huán)氧類玻璃高分子具有熱響應性，在高溫下能夠進行熱修復、熱可塑成型(Science,2011,334,965-968，Mater Horiz,2016,3,241-247)。

但是，單一熱響應的環(huán)氧類玻璃高分子(vitrimer)只能在溫度刺激條件下實現(xiàn)修復和可塑成型，無法在其它光、電、磁的多種外部刺激條件下實現(xiàn)修復和可塑成型。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種同時具備光電磁響應性的環(huán)氧類玻璃高分子(vitrimer)。由于同時具有光電磁響應性，該環(huán)氧類玻璃高分子(vitrimer)能夠分別在高溫、激光、電壓/電流、或磁場下實現(xiàn)修復和焊接。為了達到上述技術(shù)效果，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種光電磁響應的環(huán)氧類玻璃高分子，光電磁響應的環(huán)氧類玻璃高分子按照重量份數(shù)由50-100份環(huán)氧樹脂、20-60份環(huán)氧固化劑、0-30份環(huán)氧稀釋劑、5-100份無機填料和0-5份催化劑組成，所述無機填料為Fe₃O₄粒子。

更進一步的技術(shù)方案為，光電磁響應的環(huán)氧類玻璃高分子按照重量份數(shù)由50-100份環(huán)氧樹脂、20-60份環(huán)氧固化劑、0-20份環(huán)氧稀釋劑、5-50份無機填料和0-5份催化劑組成，所述無機填料為Fe₃O₄粒子。

更進一步的技術(shù)方案為，光電磁響應的環(huán)氧類玻璃高分子按照重量份數(shù)由50-90份環(huán)氧樹脂、20-60份環(huán)氧固化劑、0-20份環(huán)氧稀釋劑、5-30份無機填料和0-5份催化劑組成，所述無機填料為Fe₃O₄粒子。

更進一步的技術(shù)方案為，光電磁響應的環(huán)氧類玻璃高分子按照重量份數(shù)由50-80份環(huán)氧樹脂、20-60份環(huán)氧固化劑、0-20份環(huán)氧稀釋劑、5-30份無機填料和0-5份催化劑組成，所述無機填料為Fe₃O₄粒子。

更進一步的技術(shù)方案為，所述Fe₃O₄粒子的尺寸在20nm-100um之間。

更進一步的技術(shù)方案為，所述環(huán)氧樹脂為二縮水甘油醚或二縮水甘油酯，所述環(huán)氧固化劑為二元羧酸或二硫代二苯胺。