[发明专利]一种光电磁响应的环氧类玻璃高分子

说明书

本发明公开了一种光电磁响应的环氧类玻璃高分子，按照重量份数由50‑100份环氧树脂、20‑60份环氧固化剂、0‑30份环氧稀释剂、5‑100份无机填料和0‑5份催化剂组成。该光电磁响应的环氧类玻璃高分子能够在特定激光、电压/电流或交变磁场下驱动动态酯键或二硫键的可逆交换反应、聚合物链段的交换和交联网络的重组，从而实现环氧类玻璃高分子在光电磁的多种外部刺激下的修复和焊接。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种光电磁响应的环氧类玻璃高分子。

背景技术

环氧聚合物，作为一种典型的热固性高分子，因为出色的机械性能，优异的结构稳定性和良好耐溶剂性而得到广泛的应用。然而，在完全固化之后，环氧会形成三维交联网络，成为体型交联结构，形状固定，无法再变形。与环氧等热固性聚合物不同，线性或支链性的聚乙烯或聚丙烯等热塑性聚合物能够在溶剂或高温下实现流动和多次成型，但其力学性能、结构稳定性、耐热性和耐溶剂性远不如环氧等热固性聚合物。

在本文中，为了使环氧聚合物兼顾热固性聚合物结构稳定和热塑性聚合物可重塑的优点，设计了环氧类玻璃高分子(vitrimer)。这类环氧材料具有热固性聚合物结构稳定、力学性能优异和耐溶剂性等优点，同时也具有热塑性聚合物热可修复、热可重塑成型的特点。环氧类玻璃高分子的上述特性主要来源于交联网络中可逆交换动态键的引入，在高温下可逆交换动态键能够发生可逆的交换反应，使得交联网络在不发生断裂的前提下实现聚合物链段的交换和交联网络的重组。由于交换反应不会导致交联网络解聚，也不会降低网络的交联密度，环氧类玻璃高分子始终保持有优异的结构稳定性和耐溶剂性。因可逆交换动态键的热响应性，环氧类玻璃高分子具有热响应性，在高温下能够进行热修复、热可塑成型(Science,2011,334,965-968，Mater Horiz,2016,3,241-247)。

但是，单一热响应的环氧类玻璃高分子(vitrimer)只能在温度刺激条件下实现修复和可塑成型，无法在其它光、电、磁的多种外部刺激条件下实现修复和可塑成型。

发明内容

本发明的目的是提供一种同时具备光电磁响应性的环氧类玻璃高分子(vitrimer)。由于同时具有光电磁响应性，该环氧类玻璃高分子(vitrimer)能够分别在高温、激光、电压/电流、或磁场下实现修复和焊接。为了达到上述技术效果，本发明提供了如下技术方案：

一种光电磁响应的环氧类玻璃高分子，光电磁响应的环氧类玻璃高分子按照重量份数由50-100份环氧树脂、20-60份环氧固化剂、0-30份环氧稀释剂、5-100份无机填料和0-5份催化剂组成，所述无机填料为Fe₃O₄粒子。

更进一步的技术方案为，光电磁响应的环氧类玻璃高分子按照重量份数由50-100份环氧树脂、20-60份环氧固化剂、0-20份环氧稀释剂、5-50份无机填料和0-5份催化剂组成，所述无机填料为Fe₃O₄粒子。

更进一步的技术方案为，光电磁响应的环氧类玻璃高分子按照重量份数由50-90份环氧树脂、20-60份环氧固化剂、0-20份环氧稀释剂、5-30份无机填料和0-5份催化剂组成，所述无机填料为Fe₃O₄粒子。

更进一步的技术方案为，光电磁响应的环氧类玻璃高分子按照重量份数由50-80份环氧树脂、20-60份环氧固化剂、0-20份环氧稀释剂、5-30份无机填料和0-5份催化剂组成，所述无机填料为Fe₃O₄粒子。

更进一步的技术方案为，所述Fe₃O₄粒子的尺寸在20nm-100um之间。

更进一步的技术方案为，所述环氧树脂为二缩水甘油醚或二缩水甘油酯，所述环氧固化剂为二元羧酸或二硫代二苯胺。