[发明专利]一种可室温自修复聚合物薄膜的制备方法

说明书

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种可室温自修复聚合物薄膜。所述方法包括：首先制备了一种新型的含氢键和金属配位键的功能性单体，然后将功能性单体，甲基丙烯酸脂类，丙烯酸脂类进行聚合反应得到含氢键和金属配位键的聚合物，调节聚合物质量与金属盐配比得到含氢键和金属配位键的可室温自修复聚合物薄膜。最后滴加金属纳米线溶液于可室温自修复聚合物薄膜上，挥发溶剂得到可室温自修复聚合物薄膜。相比于传统自修复高分子薄膜，该类可室温自修复聚合物薄膜可实现受损后的多次室温修复，无需注入光、热等刺激，修复能力强，材料成膜性好，工艺简单，成本低。

技术领域

本发明属于化工技术领域，尤其涉及一种可室温自修复聚合物薄膜的制备方法。

背景技术

传统可穿戴器件因其脆性、差的弯折与拉伸性、使用寿命不高等缺点致使外界对柔性可穿戴器件的需求愈来愈紧迫。柔性可穿戴电子器件，是指具有一定柔韧性且能够直接或间接与皮肤紧密贴合的电子装置或设备，因其轻质柔性、可拉伸性等特点，受到越来越广泛的关注。柔性可拉伸导电高分子材料作为柔性电子器件的基础材料是制备柔性可穿戴电子器件的首要前提。然而，目前柔性可拉伸导电高分子材料存在损伤且不够稳定等问题，极大地限制了柔性可穿戴器件的发展。

大自然中许多生物体受到损伤后可以自发修复，受此启发，科学家将自修复概念引入到高分子领域。具体地，高分子材料在使用过程中可以自行感知外部环境变化，发生破损时，通过自生长或原位复合等修复机制实现自愈、修复损伤的新型智能高分子材料。赋予导电高分子材料自修复功能是提高其稳定性和使用寿命的可靠手段。然而，目前可修复导电高分子材料的修复一般需要额外注入光、热等外界刺激且机械性能差。可逆化学键是构筑自修复聚合物的有效方式之一，其中氢键和金属配位键是最简单的两种非共价键作用力，它不需要任何外界刺激或者添加剂，就可实现较低温度下的可逆复合和破坏，尤其具备优异的方向性，专一性以及机械性能可调性。但是，对于自修复聚合物，单一作用力较弱，且本征型自修复体系目前还存在修复温度过高、力学性能差、机械性能不易调节等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种可室温自修复聚合物薄膜的制备方法，以期解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供一种可室温自修复聚合物薄膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)含氢键和金属配位键的功能性单体的合成：以重量份计，取异氰酸酯丙烯酸乙酯与1-(3-氨基丙基)咪唑分别溶于第一溶剂，将溶于第一溶剂的异氰酸酯丙烯酸乙酯溶液滴加到溶于第一溶剂的1-(3-氨基丙基)咪唑溶液中加热反应，冷却至室温，得到生成物，再加入第二溶剂与第三溶剂的混合液萃取、旋蒸，得到含氢键和金属配位键的功能性单体；

(2)含氢键和金属配位键的聚合物材料的制备：取丙烯酸酯类单体，甲基丙烯酸酯类单体，步骤(1)得到的含氢键和金属配位键的功能性单体及引发剂混合，加入到第四溶剂中搅拌均匀，然后通入惰性气体除氧后，加热反应，得到的聚合物溶液，将得到的聚合物溶液加入到第五溶剂中，沉降，离心，干燥，得到氢键和金属配位键的聚合物材料；

(3)可室温自修复聚合物薄膜的制备：取金属盐溶于第六溶剂中配成金属盐溶液，步骤(2)得到的含氢键和金属配位键的聚合物份溶于第七溶剂中配成含氢键和金属配位键的聚合物溶液，将金属盐溶液与含氢键和金属配位键的聚合物溶液混合，置于模具中成膜，置于0.08MPa真空度下的真空干燥箱中10～24h，得到可室温修复的聚合物薄膜。

作为优选，所述制备方法还包括可室温自修复导电聚合物薄膜的制备：取金属纳米线分散于第八溶剂的金属纳米线溶液滴涂于步骤(3)得到的可室温修复的聚合物薄膜上，置于烘箱中，得到可室温修复的导电聚合物薄膜。

作为优选，步骤(1)中所述异氰酸酯丙烯酸乙酯与1-(3-氨基丙基)咪唑的质量比为1:1～1:10，进一步优选1:1～1:5，更进一步优选1:1～1:3。