[发明专利]离子型环烯烃聚合物、基于该离子型环烯烃聚合物的光自修复材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种离子型环烯烃聚合物、基于该离子型环烯烃聚合物的光自修复材料及其制备方法和应用，属于自修复材料技术领域。本发明制备的离子型环烯烃聚合物结构中存在可逆离子，且该聚合物在红外光下展现优异的光热转换能力，使得该聚合物在光照刺激下具有高效的修复性能；同时，自修复材料制备过程中所采用的Grubbs 3钌催化剂，不仅用于催化开环易位聚合，在聚合反应完成加入终止剂后，其与终止剂反应所得的Grubbs 3衍生物还具有优异的光热效应，因此不需要额外加入光热转化剂，扩宽了Grubbs 3钌催化剂的应用。

技术领域

本发明涉及自修复材料技术领域，特别是涉及一种离子型环烯烃聚合物、基于该离子型环烯烃聚合物的光自修复材料及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，受生物系统中独特而有效的伤口愈合过程的启发，研究者们开发了多种在遭受外界破坏后实现几乎完全修复的合成聚合物材料。在自修复材料领域中始终存在材料的修复效率与机械性能内在矛盾，这意味着实现或加速高机械强度材料的自修复过程，需要施加外部的刺激。这些刺激包括热、光照、溶剂、pH等，其中传统加热方法引起的自修复作用范围有限，加热过程还可能会破坏材料受损区域以外的结构，从而造成能量浪费和经济损失。相比而言，基于光照产热效应的自修复方式具有诸多优点，如：操作距离远、精度高、强度可调、修复效率高、对周围区域的影响小、成本低廉等，具有广阔的应用前景(Habault D.etc.Chem.Soc.Rev.,2013,42,7244)。因此开发高效率的光自修复材料具有很重要的现实意义。

目前用于光自修复材料中的光热转化剂主要是无机纳米材料，如贵金属纳米颗粒、碳材料等，它们和聚合物材料的相容性较差，造成复合材料的机械性能下降，大大限制了其应用范围。鉴于无机纳米材料存在的缺点，有机光热材料得到高度重视，近年来夏海平课题组报道的碳龙配合物(金属杂芳香化合物)，通过化学反应可以共价地结合到聚合物中，使得聚合物具有出色的光热效应(Xia H.etc.Acc.Chem.Res.2018,51,1691)。但是可以发现其制备过程相对较为复杂，进一步推广受到了一定的限制。

因此开发合成过程简单、方便易得并且与聚合物有较好的相容性的光热材料对开发高性能的光自修复材料具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种离子型环烯烃聚合物、基于该离子型环烯烃聚合物的光自修复材料及其制备方法和应用，以解决上述现有技术存在的问题，使光自修复材料具有良好的光热效应及修复性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明的技术方案之一是提供一种离子型环烯烃聚合物，具有式I所示的化学结构，其中y代表聚合度50≤y≤2000，X代表双三氟甲基磺酰亚胺阴离子(Tf₂N^-)、全氟丁基磺酸阴离子(CF₃(CF₂)₃SO₃^-)、三氟甲基磺酸根阴离子(CF₃SO₃^-)或甲基磺酸根阴离子(CH₃SO₃^-)，m、n为侧链长度，1≤m≤5，0≤n≤8；

优选的，所述式I中，100≤y≤800，X为全氟丁基磺酸阴离子(CF₃(CF₂)₃SO₃^-)，m＝3，0≤n≤4。

本发明的技术方案之二是提供一种光自修复材料，包括上述离子型环烯烃聚合物。

优选的，所述光自修复材料为厚度为0.2～0.5mm的薄膜材料。