一种含动态二碲键的液晶弹性体材料及其制备方法、应用

本公开属于功能高分子材料，具体涉及一种含动态二碲键的液晶弹性体材料及其制备方法、应用。

背景技术：

1、液晶弹性体（lce）是一类兼具液晶有序性与弹性体高弹性的智能材料，分子链段可在温度、光等外界刺激下发生取向变化，进而产生宏观形状变形，在智能驱动、柔性机器人、生物医用器件等领域具有应用潜力。但传统液晶弹性体存在形状编程不可逆、损伤后难以修复、废弃后无法回收等问题，限制其长期使用与产业化推广。

2、动态共价键的引入为解决上述问题提供思路，二碲键（te-te）作为动态共价键，具有可逆断裂与重组特性，键能适中，在温和条件（加热、光照）下可发生动态交换，且碲元素电子结构可赋予材料优异光学与热响应性能。目前，将二碲键引入液晶弹性体体系成为研究热点，但现有技术中含二碲键的链 extender 种类较少，材料有序参数与响应性能仍需优化。

技术实现思路

1、本公开旨在至少解决传统液晶弹性体形状不可逆、不可自修复、难回收的技术问题之一，提供一种含动态二碲键的液晶弹性体材料及其制备方法、应用。

2、本公开的一方面，提供一种含动态二碲键的液晶弹性体材料的制备方法，包括：

3、获取含有二碲键的第一扩链剂和不含二碲键的第二扩链剂；

4、将液晶单体、所述第一扩链剂、所述第二扩链剂和交联剂按一定比例混合得到混合物，在所述混合物中加入催化剂、光引发剂和溶剂形成混合溶液，将所述混合溶液在室温下搅拌处理，再倒入模具中静置处理，发生预交联，形成液晶弹性体前体；

5、将所述液晶弹性体前体剥离后，在室温下进行拉升取向，之后在紫外灯照射下完成二次交联，获得单畴液晶弹性体薄膜。

6、可选的，所述第一扩链剂和所述第二扩链剂的含量比为1:(5-6)；其中，

7、所述第一扩链剂为二碲二丙二醇二丙烯酸酯；

8、所述第二扩链剂为dodt。

9、可选的，所述二碲二丙二醇二丙烯酸酯采用下述方法合成：

10、在氮气保护下，将nabh4溶于蒸馏水，加入te粉搅拌处理，先在60-90 ℃下反应1-3h；将水合肼和koh溶于蒸馏水，滴加至上述反应体系中，在40-50 ℃下继续反应3-5h，冷却至室温，加入溶于thf的hobr，在45-50 ℃条件下反应18-22h；反应结束后过滤除去剩余 te粉，经萃取、纯化处理，得到3,3'- 二碲二丙醇；

11、将3,3'- 二碲二丙醇、三乙胺和干燥四氢呋喃加入容器，在氮气氛围下滴加丙烯酰氯，于0 ℃搅拌22-25 h，升温至室温，过滤后的滤液洗涤，有机层干燥，旋转蒸发浓缩，并对粗产物纯化，得到二碲二丙二醇二丙烯酸酯。

12、可选的，所述液晶单体的含量为所述混合物总含量的70-75%；

13、所述第一扩链剂和所述第二扩链剂的总含量为所述混合物总含量的22-28%；

14、所述交联剂的含量为所述混合物总含量的2-3%。

15、可选的，所述液晶单体为rm82；

16、可选的，所述交联剂为petta。

17、可选的，所述光引发剂为安息香双甲醚（dmpa），所述光引发剂的含量为所述混合物总含量的0.3-1%；所述催化剂为胺类。

18、可选的，所述混合溶液在室温下搅拌处理的时间为0.5-2 min，倒入模具中静置处理的时间为11-13 h；和/或，

19、所述混合溶液在室温搅拌处理之前，先通入流量为45-55 ml/min的氮气，通入氮气的时间为25-35 min。

20、可选的，所述紫外灯照射的时间为0.5-1 h。

21、本公开的另一方面，提出一种含动态二碲键的液晶弹性体材料，所述含动态二碲键的液晶弹性体材料采用前文记载的制备方法制得。

22、本公开的另一方面，提出一种含动态二碲键的液晶弹性体材料的应用，采用前文记载的含动态二碲键的液晶弹性体材料应用于智能驱动器件、自修复器件或可回收高分子材料中。

23、本公开提供一种含动态二碲键的液晶弹性体材料及其制备方法及应用。含动态二碲键的液晶弹性体材料的制备方法包括：获取含有二碲键的第一扩链剂和不含二碲键的第二扩链剂；将液晶单体、第一扩链剂、第二扩链剂和交联剂按一定比例混合得到混合物，在所述混合物中加入催化剂、光引发剂和溶剂形成混合溶液，将所述混合溶液在室温下搅拌处理，再倒入模具中静置处理，发生预交联，形成液晶弹性体前体；将所述液晶弹性体前体剥离后，在室温下进行拉升取向，之后在紫外灯照射下完成二次交联，获得单畴液晶弹性体薄膜。本公开通过二碲键（te-te）的动态共价键特性，材料在机械力作用下可断裂并释放活性物种（如自由基），实现应力耗散；加热后te-te键重新重组，具有较好自修复能力，延长材料使用寿命，相对传统的弹性体，无需额外添加修复剂，通过化学键可逆断裂-重组实现自修复，避免微胶囊包埋等复杂工艺的局限性。该工艺简单，无需多步反应，在保证材料力学性能的同时，赋予其自修复、力响应、可降解等多功能性。

1.一种含动态二碲键的液晶弹性体材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一扩链剂和所述第二扩链剂的含量比为1:(5-6)；其中，

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述二碲二丙二醇二丙烯酸酯采用下述方法合成：

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述液晶单体的含量为所述混合物总含量的70-75%；

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂为petta；所述液晶单体为rm82。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光引发剂为dmpa，所述光引发剂的含量为所述混合物总含量的0.3-1%；所述催化剂为胺类。

7. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液在室温下搅拌处理的时间为0.5-2 min，倒入模具中静置处理的时间为11-13 h；和/或，

8. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述紫外灯照射的时间为0.5-1 h。

9.一种含动态二碲键的液晶弹性体材料，其特征在于，所述含动态二碲键的液晶弹性体材料采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。

10.一种含动态二碲键的液晶弹性体材料的应用，其特征在于，采用权利要求9所述的含动态二碲键的液晶弹性体材料应用于智能驱动器件、自修复器件或可回收高分子材料中。