[发明专利]一种基于动态双硫键的自修复有机硅弹性体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于动态双硫键的自修复有机硅弹性体及其制备方法。本发明通过含1,2‑二硫环戊基衍生物A与含氨基聚硅氧烷衍生物B通过扩链反应合成含1,2‑二硫环戊基的聚硅氧烷，利用聚硅氧烷末端二硫环戊基团动态双硫键作用，实现有机硅弹性体的可逆交联制备自修复有机硅弹性体。而且，扩链反应所形成的酰胺键，易在大分子链中形成氢键，进而形成氢键交联网络，进一步提高有机硅弹性体的拉伸性能。本发明制备的有机硅弹性体同时具有优异的拉伸性能，并能完成高效率的自修复过程。

技术领域

本发明属于有机硅高分子技术领域，特别涉及一种基于动态双硫键的自修复有机硅弹性体及其制备方法。

背景技术

有机硅弹性体通常是以线型聚硅氧烷为基胶，添加补强剂、交联剂及其它配合剂，经过混炼、硫化而成。由于聚硅氧烷的Si-O主链，Si-O键的键能大(451kJ/mol)，键较长，键角较大，这使得有机硅弹性体具有良好的耐高-低温、耐老化、耐臭氧、电气绝缘、生理惰性等，被广泛用于国防、纺织、轻工、电子电气、机械、建筑、交通运输、医疗、农业以及人们日常生活等领域，已成为国民经济中备受重视的新型高分子材料。然而，有机硅弹性体的共价键交联网络结构在受到损伤后自主修复并愈合能力差，带来一系列的环境问题和能源浪费。

自然界中很多生物可以在局部受到损伤后自主修复并愈合，因此，希望将自修复机理引入有机硅弹性体材料中，以制备具有自诊断、自愈合损伤特性的智能高分子材料。研究发现，借助可逆化学使材料损伤或失效后破坏的化学交联结构能够重新交联实现结构重组，其显著优点是可实现多次修复，在有外在干预(如加热或光照等)的情况下，可以进一步加快自修复的性能。目前，虽然在含有双硫键、金属配位键、氢键、离子键和π-π堆积的自修复聚合物研究和应用方面取得了一定的进展。

例如：现有技术公开了一种利用聚氨酯预聚体与含双硫键的单体反应，合成自修复有机硅改性聚氨酯弹性体的方法。该方法利用有机硅改性的双硫键自修复聚氨酯弹性体具有提高的耐热性、耐水性以及柔性，而且由于在聚合物主链上引入了双硫键，具有高的自修复效率。

现有技术还公开了通过硫辛酸的羧基和环氧树脂的环氧基团的反应，在环氧树脂链中引入具有可逆特性的动态可逆共价键(双硫键)或可逆非共价键相互作用(氢键和配位键)的结构单元，一步法制备出具有自修复功能的环氧树脂，其过程工艺简单，适合工业化生产。

但是，发明人发现：自修复的有机硅弹性体材料的拉伸性能和修复效率仍存在不足。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种基于动态双硫键的自修复有机硅弹性体，该弹性体材料具有优异的拉伸性能，并能完成高效率的自修复过程。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种自修复有机硅弹性体的制备方法，由含1,2-二硫环戊基衍生物A与含氨基聚硅氧烷衍生物B通过扩链反应而成；

所述含1,2-二硫环戊基衍生物A的结构单元通式如下：

所述含氨基聚硅氧烷衍生物B的结构单元通式如下：

其中，m为大于零的自然数，n为大于零的自然数；R为甲基、苯基或者三氟丙基；R₁的结构式为其中y＝0～10。