[发明专利]一种基于动态交联聚合物的吸能方法

说明书

本发明公开了一种基于动态交联聚合物的吸能方法，所述吸能方法采用含有六氢三嗪类动态共价键以及可选的氢键的动态交联聚合物进行吸能。所述的动态交联聚合物通过引入六氢三嗪类动态共价键以及可选的氢键，可制备出可控范围广、结构丰富、性能多样的动态聚合物材料。所述的动态交联聚合物能够凭借六氢三嗪类动态共价键以及可选的氢键所具有的动态可逆性，体现出能量耗散特性，以其作为吸能材料进行使用可以提供良好的阻尼、减震、隔音、消声、抗冲击等功能。该动态交联聚合物可应用于运动和日常生活的身体防护、军警身体防护、防爆、空降和空投防护、汽车防撞、电子电器产品抗冲击防护等方面。

技术领域

本发明涉及一种吸能方法，具体涉及一种基于由六氢三嗪类动态共价键以及可选氢键所构成的动态交联聚合物的吸能方法。

背景技术

在日常生活和实际生产过程中，经常需要使用方法或手段来避免或减缓撞击、振动、震动、爆炸、声音等形式所造成的物理冲击带来的影响，其中，应用较为广泛的即是使用一种吸能材料进行能量吸收，从而对物理冲击起到有效的防护作用。用于吸能的材料主要有金属、聚合物、复合材料等。其中，聚合物材料的能量损耗来源主要有以下几种：1、利用聚合物在其玻璃化转变温度附近具有高损耗因子的现象吸能。这种方法由于材料处在玻璃化转变温度附近，材料的力学性能对温度变化敏感，在使用过程中材料的力学性能易随环境温度的变化而剧烈变化，给使用带来困难；2、利用共价键等化学键的断裂以及材料内部产生裂纹甚至材料整体的断裂等过程吸能，在上述各过程中，共价键的断裂与宏观的裂纹、断裂不但无法恢复，还将导致材料的力学性能降低，在一次或少数几次吸能过程后，材料必须及时替换才能维持原有的性能；3、利用形变，特别是聚合物橡胶态或粘弹态的较大形变所带来的分子链段间的内摩擦吸能，这种方法通常需要材料发生较大的形变才能产生显著的效果，而当材料发生能量高损耗的形变后，往往无法恢复到原来的形状，无法继续使用，必须被更换。新型抗冲击与吸能材料是近年来提出的一类新型材料，它的出现对于材料的选择及其性能研究具有重要的实用价值。不同构型的抗冲击吸能材料除了具有优良的力学、承载、抗冲击、吸能特性外，还具有阻尼、减振、吸声降噪、刺激响应等其他功能，从而满足航空航天、精密仪器、汽车工业等高新技术领域对于材料所提出的需求。

目前市面上的吸能防护材料主要依靠弹性体泡沫或相对较柔软的可压缩性材料作为能量吸收材料。而当这种材料应用于人体防护或精密仪器防护上主要存在的缺点是减震性能有限，在受到剧烈冲击时，普通的防护材料并不能有效地将冲击能量有效地耗散掉，依然会有很强的冲击力作用在人体或设备上，会导致人体受伤或设备损坏。迫切需要发展一种新的吸能方法，特别是利用引入一种新的能量吸收和损耗机理的聚合物来进行吸能，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明针对上述背景，提供了一种基于动态交联聚合物的吸能方法，所述的动态交联聚合物含有至少一个动态共价交联网络，其由六氢三嗪类动态共价键构成动态共价交联且其交联度达到凝胶点以上，其还可选地含有由氢键基团参与形成的氢键。所述的动态交联聚合物在具有良好的力学强度和耐环境应力开裂性的同时，也表现出良好的动态可逆性，并可通过动态共价键的可逆平衡和氢键的可逆断裂来吸收、耗散能量，赋予动态聚合物以良好的抗冲击防护性，还可体现出自修复性和可回收性，从而提供了一种新型的吸能方法。

本发明通过如下技术方案予以实现：

本发明涉及一种吸能方法，其特征在于，提供一种动态交联聚合物，并以其作为吸能材料进行吸能；其中，所述的动态交联聚合物含有至少一个动态共价交联网络，其由六氢三嗪类动态共价键构成动态共价交联且其交联度达到凝胶点以上，其还可选地含有由氢键基团参与形成的氢键；其中，所述的动态共价键和可选氢键的存在，是形成或维持聚合物结构的必要条件。

根据本发明的一个优选实施方式(第一种网络结构)，提供一种动态交联聚合物，并以其作为吸能材料进行吸能；其中，所述的动态交联聚合物仅含有一个动态共价交联网络，并且在此交联网络中含有至少一种六氢三嗪类动态共价键，且六氢三嗪类动态共价键交联的交联度在其凝胶点以上。