[发明专利]一种糠醛衍生物、其制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种糠醛衍生物、其制备方法及应用，属于高分子化学技术领域。该技术方案首先提供了一种可通过普通自由基聚合或活性自由基聚合生成线性聚合物的单体化合物，并给出了以糠醛类化合物和丙烯酸酯类化合物合成该单体的方法。在此基础上，本发明一方面优化了线性聚合物的制备方法，另一方面以该线性聚合物为原料，与双马来酰亚胺类化合物通过[4+2]环加成反应生成一种具有自修复能力的交联聚合物。该交联聚合物充分利用糠醛这一可再生资源，具有原料价廉易得、反应条件温和、无金属催化剂、符合原子经济性等优点。该类聚合物在受到微小的损伤后，可在加热条件下进行多次自修复，在功能材料方面应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及高分子化学技术领域，具体涉及一种糠醛衍生物、其制备方法及应用。

背景技术

近年来，随着化石资源与能源的危机越来越严重，人们日益重视其它可替代资源的研究。其中来自于动植物的可再生资源，成为重要的研究热点之一。糠醛(2-呋喃甲醛)是一种价廉易得的可再生资源，它可以从生物质如玉米芯通过生物或化学方法制取。糠醛类化合物可发生缩聚或共聚反应，得到相应的糠醛树脂。糠醛树脂具有耐高温、耐化学腐蚀、电绝缘性优良等优点。

高分子材料在使用过程中会产生微裂纹，而这种微小的损伤难以用宏观的手段进行检测，因此模仿生物组织的自修复功能，进行自修复材料的研制具有重要的应用价值。自修复材料实现自修复功能主要有四种方法：(1)热压焊接技术；(2)可逆的高交联聚合物；(3)液芯纤维技术；(4)微胶囊技术。在自修复材料中，自修复高分子材料具有以下优势：(1)位点专一性，由裂纹引发聚合，针对性强，效率高；(2)自动化，无需人为观测，节省了监测成本；(3)提高材料寿命；(4)消除材料维护成本；(5)为材料智能化提供思路；(6)环境友好性，避免了外加添加剂对环境的影响。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种新的自修复聚合物。

本发明要解决的另一技术问题是如何实现上述自修复聚合物的高效制备。

本发明要解决的再一技术问题是常规自修复聚合物材料的制备原料成本高、制备工艺复杂。

本发明要解决的又一技术问题是常规自修复聚合物材料在受到微小机械损伤时的自修复效果不佳。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

为了利用糠醛制备可自修复的高分子材料，本发明提供一种结构式(I)的化合物

其中，R¹可以是氢、C₁-C₁₀的直链或支链烃基、Li⁺、Na⁺、K⁺；R²可以是氢、羟甲基、羧基、醛基、酯基，其中，酯基可以是甲酯、乙酯、丙酯、烯丙酯、正丁酯、叔丁酯、正己酯、2-乙基己酯等。

本发明同时提供一种结构式(I)的化合物的制备方法，所述方法步骤如下：

将结构式(II)的化合物，与具有结构式(III)的化合物反应，得到结构式(I)的化合物。