System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种动态交联聚合物及其制备和应用制造技术_技高网
当前位置: 首页 > 专利查询>东华大学专利>正文

一种动态交联聚合物及其制备和应用制造技术

技术编号:42310492 阅读:11 留言:0更新日期:2024-08-14 15:55
本发明专利技术涉及一种动态交联聚合物及其制备和应用,线性聚合物与动态交联剂混合均匀,反应得到动态共价交联聚合物。本发明专利技术通过使用动态共价键设计制备动态交联剂,将其与线性聚合物共混完成交联,提高其力学性能。动态共价交联的网络在其加工温度时可以解离为含小分子动态交联剂的线性聚合物,可以促进聚合物黏度相比纯线性聚合物更为降低。该动态交联剂可有效提高聚合物的力学性能、弹性和稳定性,并使其具备更好的加工性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子领域,特别涉及一种动态交联聚合物及其制备和应用


技术介绍

1、根据聚合物的基本结构可以分为两类:线性结构的热塑性聚合物和交联结构的热固性聚合物。线性聚合物作为热塑性材料,易于以多种方式加工,但强度、弹性、抗蠕变性和稳定性等性能较差。线性热塑性聚合物的性能可通过增加分子量、结构设计和使用增强填料等方式实现,但这会不可避免的使其加工黏度显著上升和不利于加工成型。交联剂可使得线性高分子相互连接在一起,形成网状结构,从而提高聚合物的强度和韧性等性能。但是交联剂的加入使得聚合物的黏度迅速增加,使其难以成型,并且一旦成型便难以重塑加工和回收利用,从而对环境和经济产生负面影响。因此提高线性聚合物加工性能和重塑性能的同时,提高聚合物的力学性能和稳定性意义重大,有助于延长其使用寿命,促进节能环保,提高经济效益。


技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷,本专利技术所要解决的技术问题是提供一种动态交联聚合物及其制备和应用,特别地涉及一种常温强韧和高温低黏动态交联聚合物及其制备和应用。

2、本专利技术的一种动态交联聚合物,所述动态交联聚合物以含线性聚合物、动态交联剂的原料,通过交联反应获得。

3、所述动态交联聚合物,解热后交联点解交联,因此具有优异加工性能。

4、优选地,所述线性聚合物、动态交联剂的质量比为99:1~80:20。

5、优选地,所述动态交联聚合物中包含能在特定条件(如热刺激、光刺激、ph刺激)下断开并复原的至少一种动态共价化学键或反应;其中动态共价化学键包括二硫键、脲键、硼氧键等动态共价化学键;所述反应包括狄尔斯-阿尔德反应等可逆反应。

6、优选地,所述动态交联剂为可与线性聚合物发生交联与解交联的交联剂;交联与解交联通过动态键实现;其中动态键包括二硫键、脲键、硼氧键等动态共价化学键;所述反应包括狄尔斯-阿尔德反应等可逆反应;交联剂至少具有两个端基,至少一个端基均可发生动态反应。

7、优选地,所述动态交联剂的分子量为1000以下。

8、进一步优选地,所述动态交联剂的分子量为100-500。

9、优选地,所述动态交联剂包括二苯甲烷双马来酰亚胺、间苯撑双马来酰亚胺、1,2-双(马来酰亚胺基乙氧基)乙烷、1,2-二马来酰亚胺基乙烷、三乙二醇双琥珀酰亚胺、双(马来酰亚胺基)丁烷、二硫基-双马来酰亚胺基乙烷等的单体中的一种或几种。

10、优选地,按重量份数,线性共聚物组分包括:聚合物单体60-90份、可交联单体2-20份、溶剂0-90份、催化剂0-5份;其中可交联单体提供与动态交联剂交联反应的官能团。

11、进一步地,所述线性聚合物的制备包括:将可交联单体10-50份(可与动态交联剂发生交联反应的单体)、常规的聚合物单体60-90份、有机溶剂0-90份加入到反应器中,加入催化剂0-5份,使用机械搅拌器搅拌均匀,加热至30-180℃反应1-24小时。

12、优选地,所述可交联单体包括糠胺、糠醛、糠醇、2,5-呋喃二甲醛肟、5-羟甲基糠醛、5-甲基糠胺、2-呋喃丙烯酸、2-呋喃丙烯酸、2,5-呋喃二甲醇、2-甲酰基-呋喃-2-甲酸中的一种或几种。

13、优选地,所述聚合物单体为用于合成聚氨酯、聚酯、聚烯烃中的一种或几种的单体。

14、聚氨酯单体包括:聚合物多元醇、多异氰酸酯和扩链剂,其中聚合物多元醇、多异氰酸酯和扩链剂的质量比为9:1:0~9:4:4;聚合物多元醇为聚酯多元醇、聚醚多元醇中的一种或几种;其中多异氰酸酯为脂肪族和/或芳香族多异氰酸酯;所述扩链剂为二元醇类扩链剂、二元胺类扩链剂,醇胺类扩链剂中的一种或几种。

15、聚酯单体包括:多元醇和多元酸;多元醇与多元酸的质量比为3:1~1:3;

16、其中多元醇包括新戊二醇、甲基丙二醇等多元醇;多元酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸等多元酸;。

17、聚烯烃单体包括:乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯中的一种或几种;不同种的单体的质量比根据实际需求进行设计。

18、优选地,所述溶剂为有机溶剂;所述有机溶剂为乙酸乙酯、甲乙酮、二甲苯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺中的一种或几种;所述催化剂为脂肪族胺类催化剂、脂环族胺类催化剂、醇类化合物催化剂、芳香族胺类催化剂或有机金属催化剂中的一种或几种。

19、本专利技术的一种动态交联聚合物的制备方法,包括:将线性聚合物、动态交联剂混合,反应,得到动态交联聚合物。

20、优选地,所述反应体系中还含有溶剂,其中溶剂为有机溶剂;所述有机溶剂为乙酸乙酯、甲乙酮、二甲苯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺中的一种或几种。

21、优选地,所述混合方式包括机械混合、溶液混合、熔融混合、乳液共混中的一种或几种;

22、优选地,所述反应为在30-180℃下反应1-24h,反应液倒入模具,将其转移到密闭的真空烘箱中,在30-180℃温度下继续反应1-48小时。

23、反应结束后进行除溶剂处理,其中处理工艺使用真空泵将真空烘箱抽至真空状态,在30-120℃温度下保持真空状态0-48小时,将其中的有机溶剂除去。

24、本专利技术的一种所述动态交联聚合物在塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料领域中的应用。

25、本专利技术中在聚合物合成过程中加入可与动态交联剂发生交联反应的单体,反应得到线性聚合物;采用熔融共混、溶液共混或胶乳共混等共混方法将上述所得线性聚合物与动态交联剂混合均匀,反应得到动态共价交联聚合物。交联网络结构可以限制分子链的运动,所得聚合物常规使用条件下比线性聚合物具备更高的强度和韧性、以及抗蠕变性能和耐溶剂性能,提高了其使用时的稳定性。通过设计,动态共价交联网络结构的解离温度可低于聚合物加工温度,聚合物在加工温度时形成线性聚合物和小分子动态交联剂的共混物或侧链支化的线性聚合物。其中交联剂可逆断裂后起到降低黏度的作用,可以促进动态交联聚合物加工时的黏度比纯线性聚合物更低,从而能实现聚合物更为优异的加工性。本专利技术在提高聚合物加工性能的同时多重提升了聚合物的力学性能和稳定性,为聚合物结构设计提供了可行的解决方案。

26、本专利技术中提供了一种动态交联聚合物的制备方法。将线性聚合物与动态交联剂均匀共混,形成的共价交联网络结构可以限制线性聚合物中分子链的运动,因此交联后的聚合物具有更优异的力学性能和热稳定性。通过分子结构设计和动态性调控,动态交联的网络结构可在聚合物加工时基本解离,聚合物在加工温度时形成线性聚合物和小分子动态交联剂的共混物或侧链支化的线性聚合物。其中交联剂可逆断裂后可以削弱线性聚合物分子链之间的相互作用,起到降低黏度的作用,可以促进加工温度进一步降低,实现聚合物更为优异的加工性和重塑性。加工和重塑之后,线性聚合物和小分子交联剂可重新回复为动态交联结构,继续具有高力学性能和稳定性。

27、有益效果

28、本专利技术采用的动态交联剂,将其添加到线本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种动态交联聚合物,其特征在于,所述动态交联聚合物以含线性聚合物、动态交联剂的原料,通过交联反应获得动态交联聚合物。

2.根据权利要求1所述动态交联聚合物,其特征在于,所述动态交联聚合物中包含能断开并复原的至少一种动态共价化学键或反应;其中动态共价化学键包括二硫键、脲键、硼氧键中的至少一种动态共价化学键;所述反应包括狄尔斯-阿尔德反应可逆反应;

3.根据权利要求1所述动态交联聚合物,其特征在于,所述动态交联剂为可与线性聚合物发生交联的交联剂;交联剂至少具有两个端基,至少一个端基可发生动态反应;所述动态交联剂的分子量为1000以下。

4.根据权利要求3所述动态交联聚合物,其特征在于,所述动态交联剂包括二苯甲烷双马来酰亚胺、间苯撑双马来酰亚胺、1,2-双(马来酰亚胺基乙氧基)乙烷、1,2-二马来酰亚胺基乙烷、三乙二醇双琥珀酰亚胺、双(马来酰亚胺基)丁烷、二硫基-双马来酰亚胺基乙烷中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述动态交联聚合物,其特征在于,按重量份数,线性聚合物组分包括:聚合物单体60-90份、可交联单体2-20份、溶剂0-90份、催化剂0-5份;其中可交联单体提供与动态交联剂交联反应的官能团。

6.根据权利要求5所述动态交联聚合物,其特征在于,所述可交联单体包括糠胺、糠醛、糠醇、2,5-呋喃二甲醛肟、5-羟甲基糠醛、5-甲基糠胺、2-呋喃丙烯酸、2-呋喃丙烯酸、2,5-呋喃二甲醇、2-甲酰基-呋喃-2-甲酸中的一种或几种。

7.根据权利要求5所述动态交联聚合物,其特征在于,所述聚合物单体为用于合成聚氨酯、聚酯、聚烯烃中的一种或几种的单体;

8.一种动态交联聚合物的制备方法,包括:将线性聚合物、动态交联剂混合,反应,得到动态交联聚合物。

9.根据权利要求8所述动态交联聚合物的制备方法,其特征在于,所述混合方式包括机械混合、溶液混合、熔融混合、乳液共混中的一种或几种;

10.一种权利要求1所述动态交联聚合物在塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料领域中的应用。

...

【技术特征摘要】

1.一种动态交联聚合物,其特征在于,所述动态交联聚合物以含线性聚合物、动态交联剂的原料,通过交联反应获得动态交联聚合物。

2.根据权利要求1所述动态交联聚合物,其特征在于,所述动态交联聚合物中包含能断开并复原的至少一种动态共价化学键或反应;其中动态共价化学键包括二硫键、脲键、硼氧键中的至少一种动态共价化学键;所述反应包括狄尔斯-阿尔德反应可逆反应;

3.根据权利要求1所述动态交联聚合物,其特征在于,所述动态交联剂为可与线性聚合物发生交联的交联剂;交联剂至少具有两个端基,至少一个端基可发生动态反应;所述动态交联剂的分子量为1000以下。

4.根据权利要求3所述动态交联聚合物,其特征在于,所述动态交联剂包括二苯甲烷双马来酰亚胺、间苯撑双马来酰亚胺、1,2-双(马来酰亚胺基乙氧基)乙烷、1,2-二马来酰亚胺基乙烷、三乙二醇双琥珀酰亚胺、双(马来酰亚胺基)丁烷、二硫基-双马来酰亚胺基乙烷中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述动态交联聚合物,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:游正伟王岳鹏
申请(专利权)人:东华大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1