[發明專利]利用超分子添加劑改性熱固性高分子材料的方法及其應用

有效

• 申請號: 202110988034.6
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113651942B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 王旭;王璐平;郭松
• 申請（專利權）人: 山東圳谷新材料科技有限公司;山東大學
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/32;C08G18/48;C08G18/42;C08G18/71;C08G18/83
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發明涉及功能高分子材料改性技術領域，具體涉及一種利用超分子添加劑改性熱固性高分子材料的方法及其應用。本發明在熱固性高分子材料合成過程中的預聚體形成前階段加入超分子添加劑，可以將超分子添加劑插入到熱固性高分子主鏈上，利用超分子添加劑的動態性使得交聯高分子網絡在適當的條件下能夠解離和重組，從而實現網絡重排，賦予熱固性高分子可回收性，同時可以控制生產成本，具有較高的實際應用性。

技術領域

本發明涉及功能高分子材料改性技術領域，具體涉及一種利用超分子添加劑改性熱固性高分子材料的方法及其應用。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

熱固性塑料由于具有優異的力學性能、尺寸穩定性和耐化學腐蝕性，在航空航天、軍事和建筑材料等高性能要求的應用中受到廣泛關注。然而，大多數熱固性塑料不可避免地會被焚燒或填埋，造成環境污染、資源浪費和經濟損失。其內在原因是熱固性材料的分子網絡是通過共價鍵永久交聯，一旦形成，幾乎不會改變。原則上，處理熱固性塑料污染的方法很多，如酸和堿處理、高壓放電、生物降解、使用強酸催化劑等等。但上述方法無論在效果上還是成本上都不盡如人意，難以被業界廣泛接受。

因此提高熱固性塑料的再回收利用率同時又不破壞其優良性能迫在眉睫，解決這一難題有助于發展循環經濟，實現可持續發展的目標。實際上，適當的分子設計可以賦予交聯聚合物網絡動態性，從而使熱固性塑料具有再加工能力。這種方法不會顯著增加成本，已成為熱固性塑料再加工最可行的方法之一。

發明人研究發現，雖然現有技術公開了一些聚合物，通過生成新的-C＝N-鍵，來增強聚合物的粘附性、自修復和可回收性，但是制備過程復雜，需要嚴格控制-C＝N-鍵生成的條件。還有一些技術在熱固性塑料中同時引入-C＝N-鍵和超分子，但是發明人發現，這些方案需要考慮超分子和-C＝N-鍵的配合關系，避免二者發生拮抗作用，影響熱固性塑料的強度、耐介質性與可回收性。

發明內容

為了解決傳統熱固性高分子材料因回收成本過高或回收效果較差產生堆積而對環境造成污染，以及如何賦予熱固性高分子材料一定的可回收能力同時又不損失其優良性能的問題，本發明提出一種利用超分子添加劑改性熱固性高分子材料的方法及其應用。將超分子添加劑插入到熱固性高分子主鏈上，利用超分子添加劑的動態性使得交聯高分子網絡在適當的條件下能夠解離和重組，從而實現網絡重排，賦予熱固性高分子可回收性，同時可以控制生產成本，具有較高的實際應用性。

具體地，本發明是通過如下所述的技術方案實現的：

本發明第一方面，提供一種利用超分子添加劑改性熱固性高分子材料的方法，包括：在熱固性高分子材料合成過程中的預聚體形成前階段加入超分子添加劑。

本發明第二方面，提供一種利用超分子添加劑改性熱固性高分子材料的方法制備獲得的超分子添加劑改性熱固性高分子材料。

本發明第三方面，提供一種超分子添加劑改性熱固性高分子材料在高機械強度、耐高溫、耐溶劑、可回收材料領域中的應用。

上述一個或多個技術方案具有以下有益效果：

1)由于采用上述技術方案，本發明基于熱固性高分子材料原有生產工藝引入超分子添加劑，實現了熱固性高分子材料的改性。

2)如果將超分子添加劑接枝到熱固性高分子材料的側鏈上，側鏈間形成類似共價鍵的四重氫鍵體系，促使高分子形成網絡狀超分子結構，從而使材料具有熱塑性高分子良好再加工性，但由于超分子作用力較弱，但是該種接枝方法會顯著降低材料的強度。因此本發明一些技術方案直接將超分子添加劑接枝到熱固性高分子材料的主鏈上，超分子添加劑的動態性使得交聯高分子網絡在適當的條件下能夠解離和重組，從而實現網絡重排，在不損失其強度和化學耐受性的前提下，賦予熱固性高分子可回收性。