[發明專利]一種彈性體復合材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202210434911.X
• 申請日: 2022-04-24
• 公開（公告）號: CN114685996B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 周鑫;楊俊升;殷盼超
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08L83/06
• 分類號: C08L83/06;C08L83/08;C08L79/02
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 齊鍵

本發明公開了一種彈性體復合材料及其制備方法與應用。所述彈性體復合材料包括羧基化或磺酸基化的籠形聚倍半硅氧烷以及端氨基支化聚合物；所述端氨基支化聚合物重均分子量為180～15000。本申請公開的彈性體復合材料具有交聯的物理網絡，其中羧基化或磺酸基化的籠形聚倍半硅氧烷(POSS)和端氨基支化聚合物之間存在可逆的靜電相互作用和氫鍵相互作用，同時低分子量的支化聚合物沒有鏈纏結，可逆的物理相互作用和低分子量的支化聚合物體系為彈性體復合材料提供了優異的加工性能和自修復性能，為材料提供了良好的力學性能，實現了優異的抗沖擊性能。

技術領域

本發明屬于材料領域，具體涉及一種彈性體復合材料及其制備方法與應用。

背景技術

彈性體復合材料在仿生皮膚、柔性可穿戴設備、傳感、抗沖擊材料等領域有著重要和廣泛的應用。傳統的彈性體復合材料材料一般基于聚合物制備，因為高分子量的聚合物的化學/物理交聯網絡可以為材料提供良好的彈性和機械性能。但基于高分子量的聚合物來制備彈性體材料，一般需要較高的合成要求，制備得到的彈性體材料加工也需要較復雜的工序，往往需要高溫進行加工成型，缺乏良好的加工性，限制了基于高分子量的聚合物的彈性體材料的進一步應用。同時，基于高分子量的聚合物的制備的彈性體材料，在使用后，難以回收利用，這在一定程度上會增加材料的使用成本。此外，基于高分子量的彈性體材料由于分子鏈纏結或化學交聯，使得彈性體材料的自修復性能較差。因此迫切需要開發具有優異加工性能，機械性能和自修復性能，可重復使用且制備方法簡單的彈性體材料。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的問題，本發明的目的之一在于提供一種彈性體復合材料；本發明的目的之二在于提供這種彈性體復合材料的制備方法；本發明的目的之三在于提供這種彈性體復合材料的應用。

為了實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：

本發明第一方面提供一種彈性體復合材料，所述彈性體復合材料包括籠形聚倍半硅氧烷和支化聚合物；

所述籠形聚倍半硅氧烷為羧基化或磺酸基化的籠形聚倍半硅氧烷，所述支化聚合物為端氨基支化聚合物，或所述籠形聚倍半硅氧烷為氨基化的籠形聚倍半硅氧烷，所述支化聚合物為端羧基或端磺酸基的支化聚合物；

所述支化聚合物的重均分子量為180～15000。

優選的，所述支化聚合物重均分子量為200～10000；進一步優選的，所述支化聚合物重均分子量為600～10000；再進一步優選的，所述支化聚合物重均分子量為1000～3000。

優選的，所述籠形聚倍半硅氧烷的分子式通式為(R¹SiO_3/2)_n(R²SiO_3/2)_m；

其中，n選自正整數，m選自0或正整數，且n+m＝6、8、10或12；R¹為含氨基、羧基或磺酸基的基團；R²選自取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的雜芳基。

優選的，所述通式(R¹SiO_3/2)_n(R²SiO_3/2)_m中，m為0；n＝6、8、10或12；R¹為含羧基或磺酸基的基團；進一步優選的，所述通式(R¹SiO_3/2)_n(R²SiO_3/2)_m中，m為0；n＝8；R¹為含羧基的基團。

優選的，所述籠形聚倍半硅氧烷的結構如式(Ⅰ)所示；