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一种3D打印的胀流性吸能结构及其制备方法与流程

2022-02-22 01:51:19 来源:中国专利 TAG:

一种3d打印的胀流性吸能结构及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及一种吸能结构,具体涉及一种3d打印的胀流性吸能结构及其制备方法。


背景技术:

2.在实际工程问题和军事、航空、航天、运动、生活、生产、医疗等活动中,会涉及到很多冲击和振动问题。譬如军事装备空投、汽车碰撞、列车车头防撞、电梯失速、飞船返回舱着陆等等。在这些场合中,过大的碰撞力势必对相关结构安全性带来考验,而大多数情况下,冲击碰撞过程会产生较大的动态应力,极有可能损坏机械结构,会危害到其中的人员安全,甚至带来巨大的事故。在这些场合中,为了尽可能避免事故发生,最大程度上保护所关也的机械结构和人员安全,必须在合适部位设置吸能结构。
3.目前市面上的吸能防护产品主要依靠弹性体泡沫或相对较柔软的可压缩性材料作为能量吸收材料。而当这些产品应用于人体防护或精密仪器防护上主要存在的缺点是减震性能有限,在受到剧烈冲击时,并不能有效地将冲击能量有效地耗散掉或反馈出能量的变化情况,当能量的大小超过吸能材料的最高负荷时,依然会有很强的冲击力作用在人体或设备上,会导致人体受伤或设备损坏。因此迫切需要发展一种新的吸能产品,特别是利用聚合物材料并结合吸能产品的三维结构以解决现有技术中存在的问题。要获得理想的三维结构,现有的很多制备和成型方法不可行或具有局限性。


技术实现要素:

4.针对上述背景,本发明提供一种3d打印的胀流性吸能结构,其特征在于,其通过单材料3d打印将一种本征型胀流性聚合物打印成吸能结构。
5.本发明还提供一种3d打印的胀流性吸能结构,其特征在于,其通过单材料3d打印将一种胀流性聚合物的组合物打印成吸能结构。
6.本发明还提供一种3d打印的胀流性吸能结构,其特征在于,其含有至少一种聚合物基体以及至少一种分散在所述聚合物基体中的分散体,其中所述聚合物基体和分散体在多材料3d打印过程中进行复合,其中至少一种聚合物基体和/或至少一种分散体具有胀流性。
7.在本发明中,所述吸能结构的三维结构包括胞元结构和实心结构,其中胞元结构包括但不仅限于闭孔结构、部分闭孔结构、开孔结构;实心结构包括但不仅有层状结构、双连续结构、海岛型结构、分散柱结构、编织结构及其组合结构;其中胞元结构和实心结构可以进行组合获得进一步的组合结构。其中闭孔的孔的结构可以是任意的体型,包括但不仅限于球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,优选自球型、椭球型、立方体型、柱型、内凹角型,更优选球型、椭球型、内凹角型;其中,胞壁的结构可以是平整的或光滑,也可以是褶皱的或不平整的。其中开孔结构的结构可以是任意的体型,其中聚合物(及其填充物)形成基体结构,孔隙相连和/或至少在两个方向贯穿吸能结构体。其中部
分闭孔结构,可以视为闭孔结构和开孔结构的结合型;特别是部分孔之间孔隙相连但又没有完全向外表面开放,当其中填充牛顿流体和/或胀流性和/或其他非牛顿流体时,能够多维度地有机调控吸能作用。所述胞元结构的胞壁,其可以具有包括但不仅有层状结构、双连续结构、海岛型结构、分散柱结构及其组合结构。在本发明中,所述泡孔除可以采用所述3d打印方式实现外,还可以是通过添加填充物实现,比如填充空心微球、发泡颗粒、中空纤维等,也可以通过3d打印过程和/或3d打印完成之后的发泡实现,包括但不仅限于使用发泡剂、超临界发泡、填充可发泡微球。在本发明中,优选所述吸能结构的三维结构具有负泊松结构,能够极大地提供吸能效果。因此,本发明可以在3d打印的基础上,通过结合多种工艺,获得多种多样的结构,以满足不同的性能要求。
8.在本发明中,所述的胀流性,其实现方法包括但不仅限于以下所举:由聚合物本身结构中链段的玻璃化转变来实现的胀流性聚合物,称为“玻化性胀流性聚合物”;由在聚合物本身结构中引入强动态性的超分子和/或动态共价键引起,聚合物通过强动态性的超分子作用和/或动态共价键的强动态性来实现胀流性过程的胀流性聚合物,称为“动态性胀流性聚合物/分散物”;通过分散介质(可选自液体、固体、凝胶、乳液、乳膏)中分散有固体微颗粒的分散液/分散物,通过分散液/分散物的流动性来实现胀流性过程的胀流性分散物,称为“分散性胀流性组成”;通过调控泡沫的胞元结构实现,该泡沫的胞元结构为主要为闭孔结构,但其胞元结构中还含有小尺寸的开孔,因此在泡沫被压缩或回冲时,气体缓慢排出或进入,并由此表现出胀流特征的胀流性聚合物/,称为“气动性胀流性结构”。在本发明的实施方式中,所述的其他胀流性成分还不仅限于此,例如基于分子链缠结的胀流性等。在本发明的实施方式中,实现胀流性的方法还可以是包含玻化性胀流性在内的两种或多种不同方式的结合,包括但不仅限于物理混合形式、化学杂化形式、同时存在物理混合形式和化学杂化形式。
9.在本发明中,典型的强动态性动态共价键包括但不仅限于:含硼动态共价键、金属酸酯类动态共价键、基于可逆自由基的动态共价键,更优选饱和五元环有机硼酸酯键、不饱和五元环有机硼酸酯键、饱和六元环有机硼酸酯键、不饱和六元环有机硼酸酯键(尤其是连有氨甲基苯基团的饱和五元环有机硼酸酯键/不饱和五元环有机硼酸酯键/饱和六元环有机硼酸酯键/不饱和六元环有机硼酸酯键)、无机硼酸硅酯键、有机硼酸硅酯键、动态钛酸硅酯键;典型的强动态性超分子作用包括但不仅限于:一齿氢键作用、二齿氢键作用、一齿金属-配体作用、二齿金属-配体作用、离子作用、离子-偶极作用、主体-客体作用、亲金属作用、偶极-偶极作用、卤键作用、路易斯酸碱对作用、阳离子-π作用、阴离子-π作用、苯-氟苯作用、π-π堆叠作用、离子氢键作用、自由基阳离子二聚作用。
10.在本发明中,所述的力敏团,指的是含有对机械力敏感基元(即力敏基元)的实体,其中所述的力敏基元包括但不仅限于共价化学基团、超分子复合体、超分子组装体、组合物、聚集体,其在机械力下作用下发生结构的化学和/或物理变化,包括但不仅限于化学的断键、成键、异构化、分解以及物理的解离、解组装、分离,从而直接和/或间接地发生化学和/或物理信号改变、生成新基团/新物质,包括但不仅限于颜色、发光、荧光、光谱吸收、磁性、电、电导、热、核磁、红外、拉曼、ph、自由基、催化、氧化还原性、加成、缩合、取代、交换、消除、分解、聚合、交联、配位、氢键结合、主客体结合、离子键结合、π-π堆叠信号/性能的变化以及离子键结合、降解、粘度信号/性能的变化和释放新分子、生成新的可反应性基团,达到
对机械力的特异性响应并获得力致响应性能/效果。
11.在本发明中,所述3d打印的胀流性吸能结构的基体材料,其可以是普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物;其中可以含有动态共价交联、超分子交联、普通共价交联、动态共价-超分子杂化交联、动态共价-普通共价杂化交联、超分子-普通共价杂化交联等交联形式;基体材料实现交联的时间可以是在打印完成后再交联、打印进行时同时交联、部分打印进行时交联部分打印完成后交联;实现交联的方式可以是热致交联、光致交联、前沿聚合交联等。
12.在本发明中,所述3d打印的胀流性吸能结构,其具有如下实施方式:
13.根据本发明的一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种本征型胀流性聚合物打印成吸能结构,所述的本征型胀流性聚合物选自玻化性胀流性聚合物、动态性胀流性聚合物及其杂化机理形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式。
14.根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种胀流性聚合物组合物打印成吸能结构,所述的胀流性聚合物组合物选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性中同一种机理的组合物、不同机理的组合物、及其与非动态性聚合物的组合物;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式,且其可选自塑性、弹性体。
15.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;分散体由另一个胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式。
16.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;分散体由另一个胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式。
17.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理
形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;分散体由另一个非胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式 /组合物形式。
18.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式。
19.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式。
20.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另至少两个非胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式。
21.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述胀流性分散体材料选自
胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式。
22.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述胀流性分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性分散体材料选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/ 组合物形式。
23.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少一个非胀流性材料打印,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式。
24.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述胀流性聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少一个胀流性材料打印,所述胀流性分散体材料选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中
所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式。
25.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少四材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述聚合物基体材料选自弹性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式。
26.根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种本征型胀流性聚合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型;所述的本征型胀流性聚合物选自玻化性胀流聚合物、动态性胀流性聚合物及其杂化机理形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式。
27.根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种本征型胀流性聚合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔具有负泊松结构;所述的本征型胀流性聚合物选自玻化性胀流聚合物、动态性胀流性聚合物及其杂化机理形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式。
28.根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种胀流性聚合物组合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型;所述的胀流性聚合物组合物选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性中同一种机理的组合物、不同机理的组合物、及其与非动态性聚合物的组合物;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式,且其可选自塑性、弹性体。
29.根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种胀流性聚合物组合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔具有负泊松结构;所述的胀流性聚合物组合物选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性中同一种机理的组合物、不同机理的组合物、及其与非动态性聚合物的组合物;其中所述聚合物选自普通
共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式,且其可选自塑性、弹性体。
30.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;分散体由另一个胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
31.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;分散体由另一个胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
32.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;分散体由另一个胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔。
33.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;分散体由另一个胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性材料;其中所述聚合
物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
34.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;分散体由另一个胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性材料;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
35.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;分散体由另一个胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性材料;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔。
36.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;分散体由另一个非胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性材料;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
37.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物
形式;分散体由另一个非胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性材料;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
38.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;分散体由另一个非胀流性材料打印,选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔。
39.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
40.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
41.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材
料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔,且充满胞元结构泡孔与未充满胞元结构泡孔的分散体相同或不相同。
42.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
43.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
44.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性
胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性非胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔,且充满胞元结构泡孔与未充满胞元结构泡孔的分散体相同或不相同。
45.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另至少两个不同的非胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
46.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另至少两个不同的非胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
47.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物
的组合物形式;所述分散体由另至少两个不同的非胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔,且充满胞元结构泡孔与未充满胞元结构泡孔的分散体相同或不相同。
48.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述胀流性分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
49.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述胀流性分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
50.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流
性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述胀流性分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔,且优选充满胞元结构泡孔与未充满胞元结构泡孔的分散体不相同。
51.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述胀流性分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性分散体材料选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/ 组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
52.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述胀流性分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性分散体材料选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/ 组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔
的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
53.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述胀流性分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性分散体材料选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/ 组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔,且优选充满胞元结构泡孔与未充满胞元结构泡孔的分散体不相同。
54.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少一个非胀流性材料打印,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
55.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散
体由另外至少一个非胀流性材料打印,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
56.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少一个非胀流性材料打印,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔,且优选充满胞元结构泡孔与未充满胞元结构泡孔的分散体不相同。
57.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少一个胀流性材料打印,所述胀流性分散体材料选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
58.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、
动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少一个胀流性材料打印,所述胀流性分散体材料选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
59.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少一个胀流性材料打印,所述胀流性分散体材料选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔。
60.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少四材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述聚合物基体材料选自弹性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所
述分散体充满胞元结构泡孔。
61.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少四材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述聚合物基体材料选自弹性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
62.根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少四材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述聚合物基体材料选自弹性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔,且优选充满胞元结构泡孔与未充满胞元结构泡孔的分散体不相同。
63.在本发明中,所述的3d打印的胀流性吸能结构,是同时打印吸能结构内部结构和外形。通过对吸能结构内部结构的调节,使吸能结构具有超常的性能;通过对吸能结构外形的调节,使吸能结构更贴合使用环境的同时还可以通过外形结构额外提升一部分吸能性
能。
64.本发明的3d打印的胀流性吸能结构,在生活、生产、运动、休闲、娱乐、军事、警务、安保、医护等领域有着极为广泛的吸能用途。
65.与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
66.(1)本发明所提供的3d打印的胀流性吸能结构,可以打印出精细的、无法用其他方法加工的内部结构,而且可以设计出吸能效果特别好的内部结构;特别是其中的多材料3d打印,可以灵活地选择和打印吸能材料,制备复杂的基体/分散体复合结构,特别是内凹角结构、嵌套结构、负泊松结构以及其他的可以调控的复杂三维结构和基体/分散体的复合结构,打印出吸能结构性能大范围可调,这是传统制备方式所无法实现的。
67.(2)在本发明中,对于含有动态共价键和或超分子作用的3d打印的胀流性吸能结构,如结合性可交换键、动态共价键、自由基动态共价键、da动态共价键、主客体作用、金属-配体作用、氢键作用,其能够通过动态交换,实现3d打印的胀流性吸能结构的不同层间界面的分子链交换和重组,提升z轴方向的力学性能。对于室温可交换但又能够保持平衡结构的体系,通过放置合适的时间处理,即可实现;而对于需要加热或光照等外界刺激的,则往往所需的时间更短。但特别是采用结合性可交换动态共价键时,在加热交换过程中因为可以保持平衡结构,既快速又有效。此外,还可以通过含有二环戊二烯的原料实现前沿聚合,高效地实现层间结合力的提升。
68.(3)本发明所提供的3d打印的胀流性吸能结构不仅在受力情况下可以发生结构变化或物理变化起到吸收并耗散能量的作用,其伴随产生的其他效应也扩大了材料的应用范围。当3d打印的胀流性吸能结构中存在交联网络时,可以平衡和稳定材料结构的特性,可以在不同的使用环境下依据需求选用合适的拓扑结构从而体现所需的吸能性能。通过各类动态共价键和超分子作用的引入,使得吸能结构在外力作用下可体现出优异的韧性,从而可以获得韧性极佳的吸能效果;通过聚合物内部的动态平衡反应,能够有效减少由内应力造成的材料内部缺陷,从而使得获得的吸能结构性能更为良好。
69.(4)本发明所提供的3d打印的胀流性吸能结构中还可以含有力敏成分,将力敏成分、交联网络根据需求而结合,不仅能够大大提高力致响应聚合物组合物的阻尼、减震、隔音、消声、抗冲击防护、防爆、缓冲、减振等性能,而且部分特定力敏成分受力后能够释放特定的化学物质,如可消炎、消肿或止痛或抗风湿、心血管疾病、抗生素等的药物分子(前体)、可杀菌防霉的杀菌除霉剂、清凉因子、特殊的气味分子、特定离子等,此外还可以实现吸能作用的可调节性、可视性等特性,并可提升吸能结构的使用安全性和智能性等。
70.参考下述实施方式说明、实施例和所附权利要求书,本发明的这些和其他特征以及优点将变得显而易见。
附图说明
71.图1是本发明典型的内凹角型结构示意图。
72.图2是本发明典型的开孔内凹角型结构示意图。
73.图3是本发明典型的曲边内凹角型结构示意图。
74.图4是本发明典型的负泊松比手性结构示意图。
75.图5至图13是本发明典型的3d打印聚合物分散吸能结构内部截面结构示意图,其
中,a是胞元结构无填充状态;b是胞元结构部分填充状态;c是胞元结构全部填充状态。
76.图14是本发明典型的3d打印负泊松比外形结构示意图。
具体实施方式
77.本发明涉及一种3d打印的胀流性吸能结构,其特征在于,其通过单材料3d打印法将一种本征型胀流性聚合物打印成吸能结构。
78.本发明还涉及一种3d打印的胀流性吸能结构,其特征在于,其通过单材料3d打印法将一种胀流性聚合物的组合物打印成吸能结构。
79.本发明还涉及一种3d打印的胀流性吸能结构,其特征在于,其含有至少一种聚合物基体以及至少一种分散在所述聚合物基体中的分散体,其中所述聚合物基体和分散体通过多材料3d打印法进行打印复合,其中至少一种聚合物基体和/或至少一种分散体具有胀流性。
80.为了说明的简明性,在本发明的说明书中,利用连接词“和/或”来表示所述的术语可以包含选自连接词“和/或”之前所述的选项,或者选自连接词“和/或”之后所述的选项,或者同时选自连接词“和/或”之前和之后所述的选项这三种情况。
81.本发明中所用术语“吸能”指的是针对撞击、振动、震动、爆炸、声音等形式所造成的物理冲击产生的能量的吸收、耗散和分散等,但不包括仅对热能和/或电能的吸收,从而达到如抗冲击(防护)、阻尼、减震、缓冲、隔音、消声等效果。
82.在本发明中,所述的“成分”,若非特别说明,则既包括化学/超分子化学结构成分,也包括物理混合的组成成分。所述“含有”,若非特别说明,则既可以是存在化学结构上的连接/结合,也可以是特定方式物理上的混合。
83.另需说明的是,本发明中用于描述不同结构的量词“组”、“系列”、“亚系列”、“类”、“亚类”、“种”中组的范围大于系列,系列的范围大于亚系列,亚系列的范围大于类,类的范围大于亚类,亚类的范围大于种,即一个组可以有很多系列,一个系列可以有很多亚系列,一个亚系列可以有很多类,一类可以有很多亚类,一亚类可以有很多种。
84.本发明中所用术语“聚合”反应/作用,如非特别说明,指的是较低分子量的反应物通过缩聚、加聚、开环聚合等反应形式形成具有较高分子量的产物的过程,即除交联作用以外的链的增长过程/作用。其中,反应物可以为具有聚合能力(即能够自发地进行聚合,或者能够在引发剂或外加能作用下进行聚合)的单体、低聚物、预聚物等化合物。由一种反应物进行聚合得到的产物称为均聚物。需要指出的是,在本发明中所述的“聚合”,其包括除反应物分子链交联过程以外的反应物分子链的线性增长过程、支化过程、成环过程等;在本发明的实施方式中,“聚合”包括由共价键的键合以及超分子作用的非共价相互作用所引起的链增长过程。
85.本发明中所用术语“交联”反应/作用,指的是分子间和/或分子内通过共价键和/或超分子作用形成具有三维无限网状型产物的过程。在交联过程中,聚合物链一般先在二维/三维方向不断增长,逐步形成团簇 (可以是二维或者三维),再发展为三维无限网络。因此,交联可以视为聚合的一种特殊形式。在交联过程中,刚好达到一个三维无限网络时的交联度,称为凝胶点,也称为渗滤阈值。处于凝胶点以上(含,下同)的交联产物,其具有三维无限网络结构,交联网络构成一个整体并横跨整个聚合物结构;处于凝胶点以下的交联产物,
其仅为稀松的链间链接结构,并未形成三维无限网络结构,并不属于横跨整个聚合物结构的能够构成一个整体的交联网络。除非特别说明,本发明中的交联结构为凝胶点以上的三维无限网络结构,非交联结构包括交联度为零的线型和非线型结构以及凝胶点以下的二维/三维团簇结构。
86.在本发明中,“骨架”指的是聚合物链的链长方向上结构。对交联聚合物而言,所述的“主链”,指的是存在于交联网络骨架中的任意链段,即交联网络中连接相邻交联点间的骨架链。对非交联结构的聚合物而言,所述的“主链”,如非特别说明,指的是链节最多的链。其中,所述的“侧链”,指的是同聚合物主链相连接而分布在主链旁侧的链结构;其中,所述的“支链”/“分叉链”可以是侧链也可以是其他从任意链分叉出来的链结构。其中,所述的“侧基”,指的是同聚合物任意链相连接而分布在链旁侧的化学基团。其中,所述的“端基”,指的是同聚合物任意链相连接而位于链末端的化学基团。如非特别说明,侧基特指连接在聚合物链骨架旁侧的分子量不超过1000da的基团及其中的亚基团。当侧链、分叉链的分子量不超过1000da时,其本身及其上的基团视为侧基。为简单起见,当侧链、分叉链的分子量超过1000 da时,如非特别说明,则统一称为侧链。上述“侧链”、“侧基”,其可具有多级结构,也即侧链/侧基可以继续带有侧链/侧基,侧链/侧基的侧链/侧基可以继续有侧链/侧基。本发明中,对于超支化和树枝状链及其相关的链结构,最外围的聚合物链段可以视为侧链,其余部分可以视为主链。
87.本发明中所述的“3d打印”,其包括但不仅限于挤压熔融沉积式(fdm)、电子束自由成形制造(ebf)、电子束熔化成型(ebm)、选择性激光熔化成型(slm)、选择性热烧结(shs)、选择性激光烧结(sls)、分层实体制造(lom)、数字光处理(dlp)、双光子光刻(tpl)、面投影微立体光刻(pμlse)、容积3d打印技术、悬浮水凝胶自由可逆嵌入(fresh)、液态特氟龙(harp)等3d打印技术。
88.本发明中所述的“多材料3d打印”,指的是使用一种或多种本发明所述的3d打印技术将多种3d打印原料进行3d打印成型。
89.在本发明中,所述吸能结构的三维结构包括胞元结构和实心结构,其中胞元结构包括但不仅限于闭孔结构、部分闭孔结构、开孔结构;实心结构包括但不仅有层状结构、双连续结构、海岛型结构、分散柱结构、编织结构及其组合结构;其中胞元结构和实心结构可以进行组合获得进一步的组合结构。其中闭孔的孔的结构可以是任意的体型,包括但不仅限于球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,优选自球型、椭球型、立方体型、柱型、内凹角型,更优选球型、椭球型、内凹角型;其中,胞壁的结构可以是平整的或光滑,也可以是褶皱的或不平整的。其中开孔结构的结构可以是任意的体型,其中聚合物(及其填充物)形成基体结构,孔隙相连和/或至少在两个方向贯穿吸能结构体。其中部分闭孔结构,可以视为闭孔结构和开孔结构的结合型;特别是部分孔之间孔隙相连但又没有完全向外表面开放,当其中填充牛顿流体和/或胀流性和/或其他非牛顿流体时,能够多维度地有机调控吸能作用。所述胞元结构的胞壁,其可以具有包括但不仅有层状结构、双连续结构、海岛型结构、分散柱结构及其组合结构。在本发明中,所述泡孔除可以采用所述3d打印方式实现外,还可以是通过添加填充物实现,比如填充空心微球、发泡颗粒、中空纤维等,也可以通过3d打印过程和/或3d打印完成之后的发泡实现,包括但不仅限于使用发泡剂、超临界发泡、填充可发泡微球。在本发明中,优选所述吸能结构的三维结构具有负泊松
结构,能够极大地提供吸能效果。因此,本发明可以在3d打印的基础上,通过结合多种工艺,获得多种多样的结构,以满足不同的性能要求。
90.在本发明中,所述的内凹角型结构,其指的是存在向内部凹角的多边形和/或圆弧形结构,通过改变多边形/圆弧形拓扑结构以及内凹结构的数量可以对内凹多边形/圆弧形结构进行调控,在不改变多边形/ 圆弧形结构的前提下,还可以通过改变其胞壁形状得到曲边凹角型结构。其结构包括但不仅限于附图1至附图3所举。
91.本发明中所述的“聚合物基体”,其可以是连续相结构和非连续相结构,优选连续相结构;所述的“分散体”,其也可以是连续相结构和非连续相结构。
92.在本发明中,当聚合物基体是连续相结构时,分散体可以是连续相结构也可以是非连续相结构。当聚合物基体是连续相结构时,分散体也是连续相结构时,能够形成双连续相结构,双连续相结构具有一定的协同效应,可使得各部分组成材料的优异性能得以充分发挥,达到1 1大于2的效果,使吸能结构具有更优异的吸能效果。
93.在本发明中,当聚合物基体是连续相结构,分散体是非连续相结构时,能够形成海岛结构、分散柱结构及其组合结构。基体结构为连续相结构时,有利于提供较好的机械性能和尺寸稳定性。
94.在本发明中,当聚合物基体和分散体都是非连续相结构时,能够形成层状结构、梯度结构、编织结构及其组合结构。在这种结构中,聚合物基体和分散体寄相互分离又互有影响,容易实现正交/协同的吸能效果,在一些领域中具有其独特的吸能性能。在梯度结构中,3d打印的胀流性吸能结构还可以具有梯度结构,梯度结构是两种或多种材料复合且成分和结构呈连续梯度变化的一种新型复合材料结构,3d打印的胀流性吸能结构在执行打印的时候非常容易对梯度结构进行控制,非常方便对梯度性能进行调整,从而调控整个吸能材料的性能。
95.所述吸能结构中,不管基体和分散体是连续相还是非连续相,分散体与基体之间可以形成可视为嵌套结构的结构。所述嵌套结构,可视为在闭孔或半闭孔结构的胞元泡孔中填充分散体。在嵌套结构中,不管胞元泡孔是闭孔、开孔还是半闭孔结构,可以所有的胞元泡孔都存在填充物,也可以是部分胞元泡孔存在填充物,优选50%以上胞元泡孔发生填充;填充的胞元泡孔中的分散体填充度可以介于胞元泡孔体积的0% (大于)-100%(小于等于)之间,优选在30%-80%之间。当所有胞元泡孔的分散体填充度为0%时,不视为嵌套结构,仅为普通的胞元结构。当所有胞元泡孔的分散体填充度为100%时,也可仅视为普通的分散结构。在本发明的实施方式中,胞元泡孔填充度在0%(大于)-100%(小于)之间,优选在30%-80%之间时,一方面有利于通过胞壁的形变产生吸能,另一方面可以通过填充物产生吸能,达到正交和协同作用,调控并可大幅提升吸能结构的吸能性能。
96.在本发明中,采用3d打印方式,可以获得用传统制备/加工方式难以做到的材料三维结构,特别是嵌套结构、内凹角结构,以及可控的复杂三维结构,达到最优最可调的吸能性能。
97.在本发明中,所述的“胀流性”又可称为剪切增稠,是指在剪切力或其他机械外力作用下,聚合物(组成)/分散物组成的粘度和/或强度和/或硬度随力的作用速率增大而变大的一种性能。
98.在本发明中,本征型的胀流性聚合物表示聚合物本身具有胀流性,不需要通过与
非聚合物成分复合、填充、分散等方法即可具有胀流性;非本征型胀流性聚合物需要通过复合、填充、分散等方法制备复合材料、组合物等而获得胀流性。需要说明的是,在本发明中,一个本征型的胀流性聚合物基体也可以是一个聚合物组成,其可以由本征型胀流性聚合物和非本征型胀流性聚合物复合而成。而且,当一个聚合物组成中的多种成分之间形成非共价作用力,并通过非共价作用力产生胀流性,此组成也视为本征型胀流性聚合物。本征型的胀流性聚合物(组成)特定条件下可以表现出蠕变性或慢回弹特性,也即在聚合物受到外力作用时,会发生形变;而撤去外力后,材料不会回弹;或不会立即回弹/恢复形变,而是缓慢回弹/恢复形变,且无残余形变或仅残余较小的形变。在本发明中,通过与非胀流性的聚合物和/或填料等进行共混和/ 或网络穿插复合方式,所述吸能结构的基体可以含有本征型胀流性聚合物或不含有本征型胀流性聚合物。当所述的吸能结构的复合物的基体不含本征型胀流性聚合物时,仍然可以具有胀流性,但可以表现或不表现出蠕变性或慢回弹特征,或者具有较低的蠕变性或慢回弹性,或者仅具有高回弹性。
99.在本发明中,所述的胀流性聚合物,当其形态为弹性体或凝胶或流体时,优选其落球回弹率小于80%,更优选回弹率低于50%,进一步优选低于25%,更进一步优选低于10%,其中测试方法为astm d-2632
ꢀ“
rubberproperty-resiliencybyvertical rebound”(astm d-2632,“橡胶性能-垂直回弹”);当其形态为泡沫时,优选其落球回弹率低于25%,更优选回弹率低于10%,更优选低于5%,更进一步优选低于1%,其中测试方法为astm d-3574h“flexible cellular materials-slab,bonded andmoldedurethane foams,test h, resilience(ball rebound)test”(astm d-3574h,“柔性多孔材料-板,粘结和模塑聚氨酯泡沫,测试h,回弹(球回弹)试验”)。
100.在本发明中,所述的落球回弹率指的是规定质量和形状的钢球下落到试样表面的回弹高度与下落高度之比。也即,由规定质量和形状的钢球,从固定高度下落到试样表面,测量钢球的回弹高度,计算回弹高度(记为h)与下落高度(记为h)比值的百分率即为试样的回弹率(记为r),其可以通过下式计算得到:
101.回弹率r=h/h*100%;其中,h为回弹高度,单位为毫米(mm);h为下落高度,单位为毫米(mm)。
102.在本发明中,所述的具有慢回弹性的胀流性聚合物,其在常温常压下的回弹时间没有特别限制。对于具有慢回弹性的本征型聚合物,回弹时间优选0.5秒到120秒,更优选1秒到60秒,进一步优选在1秒到 10秒。对于具有慢回弹性的复合型,回弹时间优选0.1秒到120秒,更优选0.2秒到60秒,进一步优选在 0.5秒到10秒。其中,所述的回弹时间指的是对样品施加压力,使其发生规定形变,保持规定时间后,测试样品基本复原所需的时间。
103.在本发明中,所述的胀流性聚合物/分散物,其实现胀流性的方法包括但不仅限于以下所举:由聚合物本身结构中链段的玻璃化转变来实现的胀流性聚合物,称为“玻化性胀流性聚合物”;由在聚合物本身结构中引入强动态性的超分子和/或动态共价键引起,聚合物通过强动态性的超分子作用和/或动态共价键的强动态性来实现胀流性过程的胀流性聚合物,称为“动态性胀流性聚合物/分散物”;通过分散介质(可选自液体、固体、凝胶、乳液、乳膏)中分散有固体微颗粒的分散液/分散物,通过分散液/分散物的流动性来实现胀流性过程的胀流性分散物,称为“分散性胀流性组分”;通过调控泡沫的胞元结构实现,该泡沫的胞元结构为主要为闭孔结构,但其胞元结构中还含有小尺寸的开孔,因此在泡沫被压缩或
回冲时,气体缓慢排出或进入,并由此表现出胀流特征的胀流性聚合物/,称为“气动性胀流性聚合物/”。在本发明的实施方式中,所述的其他胀流性成分还不仅限于此,例如基于分子链缠结的胀流性等。在本发明的实施方式中,实现胀流性的方法还可以是包含玻化性胀流性在内的两种或多种不同方式的结合,包括但不仅限于混合形式、分子杂化形式、同时存在混合形式和分子杂化形式。
104.在本发明的实施方式中,所述胀流性可以选自包括但不仅限于以下的形式,玻化性胀流性与动态性胀流性的混合、玻化性胀流性与分散性胀流性的混合、玻化性胀流性与气动性胀流性的组合、玻化性胀流性与动态性胀流性和分散性胀流性的混合、玻化性胀流性与动态性胀流性的混合再与气动性胀流性的组合、玻化性胀流性与分散性胀流性的混合再与气动性胀流性的组合、玻化性胀流性与动态性胀流性和分散性胀流性的混合再与气动性胀流性的组合、聚合物链上同时具有玻化性胀流性和动态性胀流性的分子杂化形式、聚合物链上同时具有玻化性胀流性和动态性胀流性的分子杂化形式与其他形式的混合/组合。
105.在本发明中,所述的玻化性胀流性聚合物具有至少一个或者多个玻璃化转变温度。在本发明中,具有所述的玻璃化转变温度是实现本发明中所述聚合物具有室温胀流性的必要条件之一,也即所述胀流性至少利用的是聚合物玻璃化转变,特别是其软段结构的玻璃化转变。所述的玻璃化转变温度指的是聚合物从脆性的玻璃态转变为弹性的橡胶态的转变温度,也即发生玻璃化转变的温度,其可以是一个温度点,也可以是一个温度区间(也称为玻璃化转变区)。当聚合物温度下降并低于其tg,则聚合物的分子链和链段运动被冻结,表现为脆性;随着聚合物温度升高并超过其tg,则聚合物的分子链和链段均可运动,表现出粘流性或橡胶态的高弹性;在tg附近,聚合物通过其中的聚合物的链段运动发生软化运动,分子链不运动或运动受限,表现出良好的粘弹性,并由此获得胀流性能。当所述聚合物/的tg在室温附近时,聚合物表现出室温胀流性能,也即通过调控聚合物玻璃化转变温度,使其在室温附近,可以使其胀流性最大化,也即可以实现聚合物的玻化性胀流性。
106.在本发明中,所述聚合物的玻璃化转变温度(tg),可以由本领域的技术人员通过公知的测试方法测试得到。作为举例,至少可以通过差示扫描量热分析(dsc)、动态机械分析/动态力学分析(dma)、动态机械热分析/动态力学热分析(dmta)等本领域中所通用的玻璃化转变温度的测定方法进行测定。
107.在本发明中,所述的玻化性胀流性聚合物可以仅具有一个玻璃化转变温度,也可以具有多个玻璃化转变温度,而且其软段至少具有一个玻璃化转变温度在-40℃至60℃。其中,所述的任意一个所述的玻璃化转变温度的温度范围(温度跨度)均没有特别限制。当所述玻璃化转变温度范围较宽时,聚合物能够在较宽的温度范围内实现粘弹性转变,并由此获得较宽的胀流性温度范围,降低胀流性聚合物的温度敏感性,也可在一定程度避免温度降低引起的聚合物变硬的问题(也即,低温硬化问题);当玻璃化转变温度范围较窄时,聚合物的胀流性温度范围较窄,温度可控性更好,温度依赖性更高。
108.在本发明中,通过调控聚合物软段的化学组成与拓扑结构能够调控聚合物的玻璃化转变温度,使其接近胀流性材料的使用温度,以获得最大化的胀流性/粘弹性。
109.在本发明的实施方式中,所述聚合物/的软段的化学组成没有特别限制,其选自但不仅限于主链为碳链结构、碳杂链结构、碳元素链结构、元素链结构、元素杂链结构、碳杂元
素链结构的聚合物链段,优选碳链结构、碳杂链结构、元素杂链结构和碳杂元素链结构,因其原料易得、制备技术成熟。作为举例,软段聚合物链骨架可以是基于下列聚合物的链段,但本发明不仅限于此:丙烯酸酯类聚合物、饱和烯烃类聚合物、不饱和烯烃类聚合物、含卤素的烯烃类聚合物、聚丙烯腈类聚合物、聚乙烯醇类聚合物、聚醚类聚合物、聚酯类聚合物、生物聚酯类聚合物、环氧类聚合物、聚硫醚类聚合物、有机硅聚合物等的均聚物、共聚物、改性物、衍生物等;优选为不饱和烯烃类聚合物、聚醚类聚合物、环氧类聚合物/、聚硫醚类聚合物、聚有机硅聚合物等的均聚物、共聚物、改性物、衍生物等。作为举例,软段聚合物链骨架可以是基于下列聚合物的链段,但本发明不仅限于此:聚乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸辛酯、聚乙烯基甲醚、聚乙烯基乙醚、乙烯-丙烯共聚物、聚异丁烯、聚氯代聚丁二烯、聚顺式-1,4-异戊二烯、聚反式-1,4-异戊二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚降冰片烯、聚甲醛、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚四氢呋喃、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物(如聚氧化乙烯-聚氧化丙烯共聚物)、聚二甲基硅氧烷、聚二乙基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、聚甲基乙基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、含氢聚硅氧烷等的均聚物、共聚物、改性物、衍生物等。
110.在本发明中,由聚合物玻璃化引起的玻化性胀流性具有工作温度范围可调控性强的特点,便于获得具有特定工作温度区间的胀流性材料。
111.在本发明中,所述的动态性胀流性聚合物可以仅含有强动态性超分子作用,可以仅含有强动态性动态共价键,也可以同时含有强动态性超分子作用和强动态性动态共价键。
112.在本发明的实施方式中,优选动态性胀流性聚合物中构成强动态性动态单元的基团位于普通共价交联网络/弱动态性动态共价交联网络/弱动态性超分子交联网络/弱动态性杂化动态交联网络的端基、侧基或侧链,或以聚合物的形式存在于聚合物结构层中,以获得更佳的动态性及胀流性。
113.在本发明中,由强动态性的超分子和/或动态共价键引起的动态性胀流性具有调控手段丰富、动态转变速度快等特点。
114.在本发明中,所述的强动态性动态共价键和强动态性超分子作用,其动力学常数一般大于10^-5s-1
,优选在100000-0.0001s-1
,根据不同的性能要求和使用场合,必要的可优选在1000-0.001s-1
,可优选在 100-0.01s-1
,还可优选在10-0.1s-1
。其在温和的条件下就可以体现出动态可逆性,有利于使得动态聚合物获得胀流效应,从而获得更加优异的吸能效果,也更容易获得自修复性,也更容易获得比较均匀活化的聚合物。而弱动态性动态共价键和弱动态性超分子作用,其动力学常数一般小于10^-5s-1
,其一般需要在特定条件下(如加热、光照、特定ph、催化剂等)才能体现出动态特性,其通常在材料工作温度且不施加外场作用等情况下不产生动态键合-解离平衡。不同的动力学常数结合不同的聚合物结构,如交联度、聚合物链拓扑结构、交联网络拓扑结构、玻璃化转变温度、复合结构等,可以提供不同的力作用响应速率,产生不同的粘性损耗增加、粘性-弹性转变或弹性增强,从而产生不同的吸能效果和反弹响应。本发明的技术方案可以通过设计和选择合适的动态结构和聚合物结构,巧妙有效地设计和调控动态胀流性,以最大限度的满足不同场合不同性能的要求。例如,较高的速率满足对老人鞋的较高缓冲要求,较低的速率满足对短跑、跳跃等的缓冲和高回弹兼顾的要求,更低的速率满足对精密仪器减震的低蠕变要求,等等。
115.在本发明的实施方式中,典型的强动态性超分子作用包括但不仅限于:一齿氢键作用、二齿氢键作用、一齿金属-配体作用、二齿金属-配体作用、离子作用、离子簇作用、离子-偶极作用、主体-客体作用、亲金属作用、偶极-偶极作用、卤键作用、路易斯酸碱对作用、阳离子-π作用、阴离子-π作用、苯-氟苯作用、π-π堆叠作用、离子氢键作用、自由基阳离子二聚作用;典型的强动态性动态共价键包括但不仅限于:含硼动态共价键、金属酸酯类动态共价键、基于可逆自由基的动态共价键。其中,优选一齿氢键作用、二齿氢键作用、一齿金属-配体作用、离子作用、离子簇作用、离子-偶极作用、主体-客体作用、路易斯酸碱对作用、离子氢键作用、无机硼酸单酯键、饱和五元环无机硼酸酯键、不饱和五元环无机硼酸酯键、饱和六元环无机硼酸酯键、不饱和六元环无机硼酸酯键、有机硼酸单酯键、饱和五元环有机硼酸酯键、不饱和五元环有机硼酸酯键、饱和六元环有机硼酸酯键、不饱和六元环有机硼酸酯键(尤其是连有氨甲基苯基团的饱和五元环有机硼酸酯键/不饱和五元环有机硼酸酯键/饱和六元环有机硼酸酯键/不饱和六元环有机硼酸酯键)、无机硼酸硅酯键、有机硼酸硅酯键、动态钛酸硅酯键,更优选一齿氢键作用、二齿氢键作用、一齿金属-配体作用、离子作用、离子-偶极作用、主体-客体作用、离子氢键作用、无机硼酸单酯键、有机硼酸单酯键、连有氨甲基苯基团的饱和五元环有机硼酸酯键/不饱和五元环有机硼酸酯键/饱和六元环有机硼酸酯键/不饱和六元环有机硼酸酯键、无机硼酸硅酯键、有机硼酸硅酯键、动态钛酸硅酯键,因其动态性高且可调控性能佳。
116.在本发明中,所述的含硼动态共价键,在其动态结构组成中含有硼原子,其包括但不限于有机硼酐键、无机硼酐键、有机-无机硼酐键、饱和五元环有机硼酸酯键、不饱和五元环有机硼酸酯键、饱和六元环有机硼酸酯键、不饱和六元环有机硼酸酯键、饱和五元环无机硼酸酯键、不饱和五元环无机硼酸酯键、饱和六元环无机硼酸酯键、不饱和六元环无机硼酸酯键、有机硼酸单酯键、无机硼酸单酯键、有机硼酸硅酯键、无机硼酸硅酯键这十五类键;其中,每一类的含硼动态共价键中,可以包含有多种的含硼动态共价键结构。本发明中所述的含硼动态共价键,当其选自两种或两种以上时,其可以选自同一类含硼动态共价键中的不同种结构,也可以选自不同类含硼动态共价键中的不同种结构,其中,为了达到正交和/或协同的动态性能,优选自不同类含硼动态共价键中的不同种结构。
117.本发明中,所述的有机硼酐键,其选自但不仅限于如下结构中的至少一种:
[0118][0119]
其中,有机硼酐键中的各个硼原子均至少与一个碳原子通过硼碳键相连,且至少有一个有机基团通过所述硼碳键连接到硼原子上;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;同一个硼原子上的不同可以连接成环,不同硼原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合。典型的有机硼酐键结构可举例如:
[0120][0121]
在本发明的实施方式中,所述的有机硼酐键,其可以通过化合物原料中含有的有机硼酸基元与有机硼酸基元反应形成,也可以利用含有有机硼酐键的化合物原料通过其所
含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。
[0122]
本发明中,所述的无机硼酐键,其选自但不仅限于如下结构:
[0123][0124]
其中,y1、y2、y3、y4各自独立地选自氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、氧原子、硫原子、氮原子、硼原子、硅原子,优选自氧原子,并且y1、y2至少一个选自氧原子、硫原子、氮原子、硼原子、硅原子,y3、y4至少一个选自氧原子、硫原子、氮原子、硼原子、硅原子;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接,其中a、b、c、d分别表示与y1、y2、y3、y4相连的连接个数;当y1、y2、y3、y4各自独立地选自氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子时,a、b、c、d=0;当y1、 y2、y3、y4各自独立地选自氧原子、硫原子时,a、b、c、d=1;当y1、y2、y3、y4各自独立地选自氮原子、硼原子时,a、b、c、d=2;当y1、y2、y3、y4各自独立地选自硅原子时,a、b、c、d=3;同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合。典型的无机硼酐键结构可举例如:
[0125][0126]
在本发明的实施方式中,所述的无机硼酐键,其可以通过化合物原料中含有的无机硼酸基元与无机硼酸基元反应形成,也可以利用含有无机硼酐键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。
[0127]
本发明中,所述的有机-无机硼酐键,其选自但不仅限于如下结构:
[0128][0129]
其中,y1、y2各自独立地选自氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、氧原子、硫原子、氮原子、硼原子、硅原子,优选自氧原子,并且y1、y2至少一个选自氧原子、硫原子、氮原子、硼原子、硅原子;其中,结构中的硼原子至少与一个碳原子通过硼碳键相连,且至少有一个有机基团通过所述硼碳键连接到硼原子上;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接,其中a、b分别表示与 y1、y2相连的连接个数;当y1、y2各自独立地选自氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子时,a、b=0;当y1、y2各自独立地选自氧原子、硫原子时,a、b=1;当y1、y2各自独立地选自氮原子、硼原子时,a、 b=2;当y1、y2各自独立地选自硅原子时,a、b=3;同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合。典型的有机
-ꢀ
无机硼酐键结构可举例如:
[0130][0131]
在本发明的实施方式中,所述的有机-无机硼酐键,其可以通过化合物原料中含有的有机硼酸基元与无机硼酸基元反应形成,也可以利用含有有机-无机硼酐键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。
[0132]
本发明中,所述的饱和五元环有机硼酸酯键,其选自但不仅限于如下结构:
[0133][0134]
其中,硼原子需与一个碳原子通过硼碳键相连,且至少有一个有机基团通过所述硼碳键连接到硼原子上;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;同一个碳原子上的不同可以连接成环,不同碳原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、醚环、缩合环及其组合。典型的饱和五元环有机硼酸酯键结构可举例如:
[0135][0136]
在本发明的实施方式中,所述的饱和五元环有机硼酸酯键,其可以通过化合物原料中含有的1,2-二醇基元与有机硼酸基元反应形成,也可以利用含有饱和五元环有机硼酸酯键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。
[0137]
本发明中,所述的不饱和五元环有机硼酸酯键,其选自但不仅限于如下结构:
[0138][0139]
其中,硼原子需与一个碳原子通过硼碳键相连,且至少有一个有机基团通过所述硼碳键连接到硼原子上;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;表示任意元数的芳香族环,优选自六元环,且芳香族环上含有两个相邻的碳原子,其位于不饱和五元环有机硼酸酯键中;芳香族环成环原子上的氢原子可以被任一取代基取代,也可以不被取代。典型的不饱和五元环有机硼酸酯键结构可举例如:
[0140][0141]
在本发明的实施方式中,所述的不饱和五元环有机硼酸酯键,其可以通过化合物原料中含有的邻二酚基元与有机硼酸基元反应形成,也可以利用含有不饱和五元环有机硼酸酯键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。
[0142]
本发明中,所述的饱和六元环有机硼酸酯键,其选自但不仅限于如下结构:
[0143][0144]
其中,硼原子需与一个碳原子通过硼碳键相连,且至少有一个有机基团通过所述硼碳键连接到硼原子上;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;同一个碳原子上的不同可以连接成环,不同碳原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、醚环、缩合环及其组合。典型的饱和六元环有机硼酸酯键结构可举例如:
[0145][0146]
在本发明的实施方式中,所述的饱和六元环有机硼酸酯键,其可以通过化合物原料中含有的1,3-二醇基元与有机硼酸基元反应形成,也可以利用含有饱和六元环有机硼酸酯键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。
[0147]
本发明中,所述的不饱和六元环有机硼酸酯键,其选自但不仅限于如下结构:
[0148][0149]
其中,硼原子需与一个碳原子通过硼碳键相连,且至少有一个有机基团通过所述硼碳键连接到硼原子上;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;表示任意元数的芳香族环,优选自六元环,且芳香族环上含有两个相邻的碳原子,其位于不饱和六元环有机硼酸酯键中;芳香族环成环原子上的氢原子可以被任一取代基取代,也可以不被取代;同一个碳原子上的不同可以连接成环,不同碳原子上的也可以连接成环。典型的不饱和六元环有机硼酸酯键结构可举例如:
[0150][0151]
在本发明的实施方式中,所述的不饱和六元环有机硼酸酯键,其可以通过化合物原料中含有的2-羟甲基酚基元与有机硼酸基元反应形成,也可以利用含有不饱和六元环有机硼酸酯键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。
[0152]
在本发明中,所述的饱和五元环有机硼酸酯键、不饱和五元环有机硼酸酯键、饱和六元环有机硼酸酯键、不饱和六元环有机硼酸酯键,其结构中的硼原子优选与氨甲基苯基团(*表示与硼原子相连的位置)相连;形成所述饱和五元环有机硼酸酯键、不饱和五元环有机硼酸酯键、饱和六元环有机硼酸酯键、不饱和六元环有机硼酸酯键的有机硼酸基元优选氨甲基苯硼酸(酯)基元。
[0153]
由于氨甲基苯硼酸(酯)基元在与1,2-二醇基元和/或邻二酚基元和/或1,3-二醇基元和/或2-羟甲基酚基元进行反应时具有较高的反应活性,形成的含硼动态共价键具有较强的动态可逆性,可在较为温和的中性条件下进行动态可逆反应,能够表现出灵敏的动态特性和显著的吸能效果,作为吸能材料将体现出更大的优势。
[0154]
此类连有氨甲基苯基团的含硼动态共价键的典型结构可举例如:
[0155][0156]
本发明中,所述的饱和五元环无机硼酸酯键,其选自但不仅限于如下结构中的至少一种:
[0157][0158]
其中,y1选自氧原子、硫原子、氮原子、硼原子、硅原子;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接,其中a表示与y1相连的连接个数;当y1选自氧原子、硫原子时,a=1;当y1选自氮原子、硼原子时,a=2;当y1选自硅原子时,a=3;同一个碳原子上的不同可以连接成环,不同碳原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、醚环、缩合环及其组合。典型的饱和五元环无机硼酸酯键结构可举例如:
[0159]
[0160]
在本发明的实施方式中,所述的饱和五元环无机硼酸酯键,其可以通过化合物原料中含有的1,2-二醇基元与无机硼酸基元反应形成,也可以利用含有饱和五元环无机硼酸酯键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。
[0161]
本发明中,所述的不饱和五元环无机硼酸酯键,其选自但不仅限于如下结构中的至少一种:
[0162][0163]
其中,y1选自氧原子、硫原子、氮原子、硼原子、硅原子;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接,其中a表示与y1相连的连接个数;当y1选自氧原子、硫原子时,a=1;当y1选自氮原子、硼原子时,a=2;当y1选自硅原子时,a=3;表示任意元数的芳香族环,优选自六元环,且芳香族环上含有两个相邻的碳原子,其位于不饱和五元环无机硼酸酯键中;芳香族环成环原子上的氢原子可以被任一取代基取代,也可以不被取代。典型的不饱和五元环无机硼酸酯键结构可举例如:
[0164][0165]
在本发明的实施方式中,所述的不饱和五元环无机硼酸酯键,其可以通过化合物原料中含有的邻二酚基元与无机硼酸基元反应形成,也可以利用含有不饱和五元环无机硼酸酯键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。
[0166]
本发明中,所述的饱和六元环无机硼酸酯键,其选自但不仅限于如下结构中的至少一种:
[0167][0168]
其中,y1选自氧原子、硫原子、氮原子、硼原子、硅原子,优选自氧原子;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接,其中a表示与y1相连的连接个数;当y1选自氧原子、硫原子时, a=1;当y1选自氮原子、硼原子时,a=2;当y1选自硅原子时,a=3;同一个碳原子上的不同可以连接成环,不同碳原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、醚环、缩合环及其组合。典型的饱和六元环无机硼酸酯键结构可举例如:
[0169][0170]
在本发明的实施方式中,所述的饱和六元环无机硼酸酯键,其可以通过化合物原料中含有的1,3-二醇基元与无机硼酸基元反应形成,也可以利用含有饱和六元环无机硼酸酯键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。
[0171]
本发明中,所述的不饱和六元环无机硼酸酯键,其选自但不仅限于如下结构中的至少一种:
[0172]
[0173]
其中,y1选自氧原子、硫原子、氮原子、硼原子、硅原子;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接,其中a表示与y1相连的连接个数;当y1选自氧原子、硫原子时,a=1;当y1选自氮原子、硼原子时,a=2;当y1选自硅原子时,a=3;表示任意元数的芳香族环,优选自六元环,且芳香族环上含有两个相邻的碳原子,其位于不饱和六元环无机硼酸酯键中;芳香族环成环原子上的氢原子可以被任一取代基取代,也可以不被取代;同一个碳原子上的不同可以连接成环,不同碳原子上的也可以连接成环。典型的不饱和六元环无机硼酸酯键结构可举例如:
[0174][0175]
在本发明的实施方式中,所述的不饱和六元环无机硼酸酯键,其可以通过化合物原料中含有的2-羟甲基酚基元与无机硼酸基元反应形成,也可以利用含有不饱和六元环无机硼酸酯键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。
[0176]
本发明中,所述的有机硼酸单酯键,其选自但不仅限于如下结构中的至少一种:
[0177][0178]
其中,硼原子至少与一个碳原子通过硼碳键相连,且至少有一个有机基团通过所述硼碳键连接到硼原子上; i1选自二价连接基;i2选自与两个碳原子直接相连的双键、与两个碳原子直接相连的三价碳烯基团二价非碳原子、含有至少两个骨架原子的连接基;表示任意元数的芳香族环,优选自六元环;芳香族环成环原子上的氢原子可以被任一取代基取代,也可以不被取代;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;同一个碳原子、硼原子上的不同可以连接成环,不同碳原子、硼原子上的也可以连接成环,也可以与i1、i2中的取代原子(取代基)一同成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、醚环、缩合环及其组合,其中,6、7结构成环后形成的有机硼酸单酯键不为之前所述的饱和五元环有机硼酸酯键、不饱和五元环有机硼酸酯键、饱和六元环有机硼酸酯键和不饱和六元环有机硼酸酯键。典型的有机硼酸单酯键结构可举例如:
[0179][0180]
在本发明的实施方式中,所述的有机硼酸单酯键,其可以通过化合物原料中含有的单醇基元与有机硼酸基元反应形成,也可以利用含有有机硼酸单酯键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/ 交联反应引入聚合物。
[0181]
本发明中,所述的无机硼酸单酯键,其选自但不仅限于如下结构中的至少一种:
[0182]
[0183]
其中,y1~y
13
各自独立地选自氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、氧原子、硫原子、氮原子、硼原子、硅原子,优选自氧原子,并且y1、y2;y3、y4;y5、y6、y7、y8;y9、y
10
、y
11
、y
12
至少一个选自氧原子、硫原子、氮原子、硼原子、硅原子;y
14
选自氧原子、硫原子、氮原子、硼原子、硅原子;i1选自二价连接基团;i2选自与两个碳原子直接相连的双键、与两个碳原子直接相连的三价碳烯基团二价非碳原子、含有至少两个骨架原子的连接基;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接,其中a~n分别表示与y1~y
14
相连的连接个数;当y1~y
13
各自独立地选自氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子时,a~m=0;当y1~y
14
各自独立地选自氧原子、硫原子时,a~n=1;当y1~y
14
各自独立地选自氮原子、硼原子时,a~n=2;当y1~y
14
各自独立地选自硅原子时,a~n=3;表示任意元数的芳香族环,优选自六元环;芳香族环成环原子上的氢原子可以被任一取代基取代,也可以不被取代;同一个碳原子上的不同可以连接成环,不同碳原子上的也可以连接成环,也可以与i1、i2中的取代原子 (取代基)一同成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、醚环、缩合环及其组合,其中,5、6、7、8结构成环后形成的无机硼酸单酯键不为之前所述的饱和五元环无机硼酸酯键、不饱和五元环无机硼酸酯键、饱和六元环无机硼酸酯键和不饱和六元环无机硼酸酯键。典型的无机硼酸单酯键结构可举例如:
[0184][0185]
在本发明的实施方式中,所述的无机硼酸单酯键,其可以通过化合物原料中含有的单醇基元与无机硼酸基元反应形成,也可以利用含有无机硼酸单酯键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/ 交联反应引入聚合物。
[0186]
本发明中,所述的有机硼酸硅酯键,其选自但不仅限于如下结构中的至少一种:
[0187][0188]
其中,硼原子至少与一个碳原子通过硼碳键相连,且至少有一个有机基团通过所述硼碳键连接到硼原子上;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合。典型的有机硼酸硅酯键结构可举例如:
[0189][0190]
在本发明的实施方式中,所述的有机硼酸硅酯键,其可以通过化合物原料中含有的硅醇基元与有机硼酸基元反应形成,也可以利用含有有机硼酸硅酯键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/ 交联反应引入聚合物。
[0191]
本发明中,所述的无机硼酸硅酯键,其选自但不仅限于如下结构中的至少一种:
[0192][0193]
其中,y1、y2、y3各自独立地选自氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、氧原子、硫原子、氮原子、硼原子、硅原子,优选自氧原子,并且y1、y2至少一个选自氧原子、硫原子、氮原子、硼原子、硅原子;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接,其中a、b、c分别表示与y1、y2、 y3相连的连接个数;当y1、y2、y3各自独立地选自氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子时,a、b、 c=0;当y1、y2、y3各自独立地选自氧原子、硫原子时,a、b、c=1;当y1、y2、y3各自独立地选自氮原子、硼原子时,a、b、c=2;当y1、y2、y3各自独立地选自硅原子时,a、b、c=3;同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合。典型的无机硼酸硅酯键结构可举例如:
[0194][0195]
在本发明的实施方式中,所述的无机硼酸硅酯键,其可以通过化合物原料中含有的硅醇基元与无机硼酸基元反应形成,也可以利用含有无机硼酸硅酯键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/ 交联反应引入聚合物。
[0196]
本发明实施方式中所述的有机硼酸基元,其选自但不仅限于以下任一种结构:
[0197][0198]
其中,k1、k2、k3为与氧原子直接相连的一价有机基团或一价有机硅基团,其通过碳原子或硅原子与氧原子直接相连,其选自以下任一种结构:小分子烃基、小分子硅烷基、聚合物链残基;k4为与两个氧原子直接相连的二价有机基团或二价有机硅基团,其通过碳原子或硅原子与氧原子直接相连,其选自以下任一种结构:二价小分子烃基、二价小分子硅烷基、二价聚合物链残基;m
1
、m
2
、m
3
为一价阳离子,优选自 na

、k

、nh
4
;m
42
为二价阳离子,优选自mg
2
、ca
2
、zn
2
、ba
2
;x1、x2、x3为卤素原子,优选自氯原子和溴原子;d1、d2为与硼原子相连的基团,d1、d2不相同且各自独立地选自羟基(-oh)、酯基(-ok1)、盐基(-o-m
1
)、卤素原子(-x1),其中,k1、m
1
、x1的定义与之前所述相一致,这里不再赘述;其中,所述结构中的硼原子需与一个碳原子通过硼碳键相连,且至少有一个有机基团通过所述硼碳键连接到硼原子上;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;同一个硼原子上的不同可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合。
[0199]
本发明实施方式中所述的无机硼酸基元,其选自但不仅限于以下结构:
[0200][0201]
其中,w1、w2、w3各自独立地选自氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、氧原子、硫原子、氮原子、硼原子、硅原子,优选自氧原子,并且w1、w2、w3至少一个选自氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接,其中x、y、z分别表示与 w1、w2、w3相连的连接个数;当w1、w2、w3各自独立地选自氢
原子、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子时,x、y、z=0;当w1、w2、w3各自独立地选自氧原子、硫原子时,x、y、z=1;当w1、w2、w3各自独立地选自氮原子、硼原子时,x、y、z=2;当w1、w2、w3各自独立地选自硅原子时,x、y、z=3;同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合。
[0202]
本发明实施方式中所述的无机硼酸基元,其优选通过以无机硼烷、无机硼酸、无机硼酸酐、无机硼酸盐、无机硼酸酯、无机卤化硼作为原料进行引入。
[0203]
本发明实施方式中所述的1,2-二醇基元,其为乙二醇及其被取代形式失去至少一个非羟氢原子后形成的残基;
[0204]
本发明实施方式中所述的1,3-二醇基元,其为1,3-丙二醇及其被取代形式失去至少一个非羟氢原子后形成的残基;
[0205]
对于1,2-二醇基元和1,3-二醇基元,其可以为线型结构,也可以为环状基团结构。
[0206]
对于线型的1,2-二醇基元结构,其可选自类b结构中的任一种或任几种及其异构形式:
[0207]
类b:
[0208][0209]
对于线型的1,3-二醇基元结构,其可选自类c结构中的任一种或任几种及其异构形式:
[0210]
类c:
[0211][0212]
其中,r1~r3为与1,2-二醇基元相连的一价基团;r4~r8为与1,3-二醇基元相连的一价基团;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;其中,r1~r8各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基。
[0213]
其中,b1~b4、c1~c6的异构形式各自独立地选自位置异构、构象异构、手性异构中任一种。
[0214]
对于环状的1,2-二醇基元结构,其可由乙二醇分子中的两个碳原子间通过同一个基团相连而成;其中,环状基团结构为3~200元环,优选3~10元环,更优选3~6元环,环状基团结构的数量为1个、2个或更多个,环状基团结构选自但不仅限于以下任一种:脂肪族环、醚环、缩合环及其组合;合适的环状基团结构举例如:
[0215][0216]
对于环状的1,3-二醇基元结构,其可由1,3-丙二醇分子中的两个碳原子间通过同一个基团相连构成;其中,环状基团结构为3~200元环,优选3~10元环,更优选3~6元环,环状基团结构的数量为1个、2 个或更多个,环状基团结构选自但不仅限于以下任一种:脂肪族环、醚环、缩合环及其组合;合适的环状基团结构举例如:
[0217][0218]
在本发明中所述的邻二酚基元,其为邻二酚及其被取代形式及其被杂化形式及其组合失去至少一个非羟氢原子后形成的残基,合适的邻二酚基元结构举例如:
[0219][0220]
在本发明中所述的2-羟甲基酚基元,其为2-羟甲基酚及其被取代形式及其被杂化形式及其组合失去至少一个非羟氢原子后形成的残基,合适的2-羟甲基酚基元结构举例如:
[0221][0222]
本发明实施方式中所述的单醇基元,其指的是由一个羟基以及与该羟基直接相连的碳原子所组成的结构基元(其中,碳原子可以为非芳香烃碳原子,也可以为芳香烃碳原子),且在1,2-二醇基元、邻二酚基元、1,3-二醇基元、2-羟甲基酚基元形成不饱和/饱和五元环有机硼酸酯键、不饱和/饱和六元环有机硼酸酯键、不饱和/饱和五元环无机硼酸酯键、不饱和/饱和六元环无机硼酸酯键的情况下,所述的单醇基元不为1,2-二醇基元、邻二酚基元、1,3-二醇基元、2-羟甲基酚基元中的羟基,除此情况外,单醇基元也可以选自任意合适二元(多元)醇化合物和/或基团中的任一个羟基。合适的含有单醇基元的结构可以举例如:
[0223]
本发明实施方式中所述的硅醇基元,其指的是由硅原子以及与该硅原子相连的一个羟基或可水解得到羟基的基团所组成的结构基元(其中z可选自卤素、氰基、氧氰基、硫氰基、烷氧基、氨基、硫酸酯基、硼酸酯基、酰基、酰氧基、酰氨基、酮肟基、醇盐基等,优选卤素、烷氧基)。
[0224]
本发明中所选用的含硼动态共价键的动态性强、动态反应条件温和,可在无需催化剂、无需高温、光照或特定ph的条件下实现聚合物的合成和动态可逆效果,可以进一步提高制备效率,降低使用环境局限性,扩展聚合物的应用范围。
[0225]
在本发明中,所述的无硼动态共价键,在其动态结构组成中不含有硼原子,其包括但不限于动态连硫键、动态连硒键、动态硒硫键、动态硒氮键、缩醛类动态共价键、基于碳氮双键的动态共价键、基于可逆自由基的动态共价键、结合性可交换型酰基键、基于位阻效应诱导的动态共价键、可逆加成断裂链转移动态共价键、动态硅氧烷键、动态硅醚键、基于烷基氮杂环鎓的可交换型动态共价键、可发生烯烃交叉易位复分解反应的不饱和碳碳双键、可发生炔烃交叉易位复分解反应的不饱和碳碳叁键、[2 2]环加成动态共价键、[4 2]环加成动态共价键、[4 4]环加成动态共价键、巯基-迈克尔加成动态共价键、胺烯-迈克尔加成
动态共价键、基于三唑啉二酮-吲哚的动态共价键、基于双氮杂卡宾的动态共价键、基于苯甲酰基的动态共价键、六氢三嗪类动态共价键、动态可交换型三烷基锍键、动态酸酯键、二酮烯胺动态共价键这二十七组键;其中,每一组的无硼动态共价键中,可以包含有多类的无硼动态共价键结构。本发明中所述的无硼动态共价键,当其选自两种或两种以上时,其可以选自同一组无硼动态共价键中的同类动态共价键中的不同种结构,也可以选自同一组无硼动态共价键中不同类动态共价键中的不同种结构,也可以选自不同组无硼动态共价键中的不同种结构,其中,为了达到正交和/或协同的动态性能,优选自不同组无硼动态共价键中的不同种结构。
[0226]
本发明中,所述的动态连硫键,其包括动态双硫键和动态多硫键,其在一定条件下可以被激活,并发生键的解离、键合以及交换反应,体现出动态可逆特性;在本发明中所述的动态连硫键,其选自如下结构:
[0227][0228]
其中,x为s原子的个数,x≥2,表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。典型的动态连硫键结构可举例如:
[0229][0230][0231]
在本发明实施方式中,所述的用于激活动态连硫键动态可逆性的“一定条件”,其
包括但不仅限于温度调节、加入氧化还原剂、加入催化剂、加入引发剂、光照、辐射、微波、等离子体作用、调节ph等作用方式。例如,通过加热可以使得所述的动态连硫键断裂形成硫自由基,从而发生动态连硫键的解离及交换反应,降温后动态连硫键重新形成而稳定下来,使得聚合物可以获得自修复性和再加工性。光照也可以使得所述的动态连硫键断裂形成硫自由基,从而发生双硫键的解离及交换反应,去除光照后动态连硫键重新形成,使得聚合物可以获得自修复性和再加工性。辐射、微波及等离子体可以在体系中产生自由基与动态连硫键作用从而获得自修复性和再加工性。催化剂的存在能够促进动态连硫键的形成和交换,从而加快自修复过程和获得再加工性,其中,所述的催化剂包括但不限于四(三苯基膦)氢化铑、1,8-二氮杂双环(5.4.0) 十一碳-7-烯、氯化亚铜、甲基丙烯酸酯-铜复合催化剂、烷基膦(如三苯基膦、三丁基膦、三环己基膦、二苯基环己基磷、二环己基苯基膦)。在本发明实施方式中,还可以通过在体系中加入氧化还原剂来实现双硫键的动态反应。其中,所述的还原剂能够促进动态连硫键的解离形成巯基,从而获得可回收性和再加工性;所述的氧化剂能够促进动态连硫键的形成,从而获得二次成型性。其中,所述的还原剂包括但不限于次硫酸钠、硼氢化钠、二硫苏糖醇、2-巯基乙醇、谷胱甘肽、烷基硫醇(如甲基硫醇、乙基硫醇、丙基硫醇等)、烷基膦(如三苯基膦、三丁基膦、三环己基膦、二苯基环己基磷、二环己基苯基膦等)等;所述的氧化剂包括但不限于空气、二氧化铅、二氧化锰、有机过氧化物(如过氧化二苯甲酰、过氧化氢、臭氧、对醌二肟、二硫化物)等。所述的动态聚合物还可以通过在体系中加入引发剂,然后再在加热、光照、辐射、微波及等离子体作用下产生自由基,促进动态连硫键的解离或交换,获得自修复性或循环利用可回收性。其中,所述的引发剂包括但不限于以下任一种或任几种引发剂:光引发剂,如2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(dmpa)、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)、二苯甲酮、2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮和α-酮戊二酸;有机过氧化物,如过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰(bpo)、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、叔丁基过氧化苯甲酸酯、叔丁基过氧化特戊酸酯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯;偶氮化合物,如偶氮二异丁腈(aibn)、偶氮二异庚腈;无机过氧化物,如过硫酸铵、过硫酸钾等;其中,引发剂优选2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、偶氮二异丁腈、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰、过硫酸钾。
[0232]
在本发明的实施方式中,所述的动态连硫键,其可以通过化合物原料中含有的巯基的氧化偶联反应,硫自由基的成键反应形成,也可以利用含有双硫键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/ 交联反应引入聚合物。其中,对于含有双硫键的化合物原料没有特别限制,优选含有连硫键的多元醇、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔、羧酸、酯、酰胺及硫磺、巯基化合物,更优选含有连硫键的多元醇、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔。
[0233]
本发明中,所述的动态连硒键,其包括动态双硒键和动态多硒键,其在一定条件下可以被激活,并发生键的解离、键合以及交换反应,体现出动态可逆特性;在本发明中所述的动态连硒键,其选自如下结构:
[0234][0235]
其中,x为s原子的个数,x≥2,表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。典型的动态连硒键结构可举例如:
[0236][0237]
在本发明实施方式中,所述用于激活动态连硒键动态可逆性的“一定条件”,其包括但不仅限于温度调节、加入氧化还原剂、加入催化剂、加入引发剂、光照、辐射、微波、等离子体作用等作用方式,从而使得聚合物表现出良好的自修复性、循环利用可回收性、刺激响应性等。例如,加热可以使得所述的动态连硒键断裂形成硒自由基,从而发生动态键的解离及交换反应,降温后动态连硒键重新形成而稳定下来,表现出自修复性和再加工性;可以通过激光照射使得含有动态键的聚合物获得良好的自修复性能;通过利用辐射、微波及等离子体可以在体系中产生自由基与动态连硒键作用从而获得自修复性和再加工性。还可以通过在体系中添加氧化还原剂使得动态聚合物获得循环利用可回收性;其中还原剂能够促进动态连硒键解离成为硒醇,使得所述动态聚合物解离;氧化剂能够氧化硒醇形成动态连硒键,从而获得再加工性。其中,所述的还原剂的种类包括但不限于次硫酸钠、硼氢化钠、二硫苏糖醇、2-巯基乙醇、谷胱甘肽、三(2
-ꢀ
羰基乙基)磷盐酸盐、烷基硫醇(如甲基硫醇、乙基硫醇、丙基硫醇等)、烷基膦(如三苯基膦、三丁基膦、三环己基膦、二苯基环己基磷、二环己基苯基膦等);所述的氧化剂种类包括但不限于空气、二氧化铅、二氧化锰、有机过氧化物(如过氧化二苯甲酰、过氧化氢、臭氧、对醌二肟、二硫化物)等。所述的动态聚合物还可以通过在体系中加入引发剂,然后再在加热、光照、辐射、微波及等离子体作用下产生自由基,促进动态连硒键的解离或交换,获得自修复性或循环利用可回收性。其中,所述的引发剂包括但不限于以下任一种或任几种引发剂:光引发剂,如2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(dmpa)、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、 1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)、二苯甲酮、2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2
-ꢀ
甲基苯丙酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟
基乙氧基)苯基]-1-丙酮和α-酮戊二酸;有机过氧化物,如过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰(bpo)、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、叔丁基过氧化苯甲酸酯、叔丁基过氧化特戊酸酯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯;偶氮化合物,如偶氮二异丁腈(aibn)、偶氮二异庚腈;无机过氧化物,如过硫酸铵、过硫酸钾等;其中,引发剂优选2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、偶氮二异丁腈、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰、过硫酸钾。
[0238]
在本发明的实施方式中,所述的动态连硒键,其可以通过化合物原料中含有的硒醇的氧化偶联反应、硒自由基的成键反应形成,也可以利用含有动态连硒键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。其中,对于含有动态连硒键的化合物原料没有特别限制,优选含有动态连硒键的多元醇、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔、羧酸、二硒化物(如二硒化钠、二硒化二氯),更优选含有动态连硒键的多元醇、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔。
[0239]
本发明中,所述的动态硒硫键,其在一定条件下可以被激活,并发生键的解离、键合以及交换反应,体现出动态可逆特性;在本发明中所述的动态硒硫键,其选自如下结构中的至少一种:
[0240][0241]
其中,表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。典型的动态硒硫键结构可举例如:
[0242][0243]
在本发明实施方式中,所述用于激活动态硒硫键动态可逆性的“一定条件”,其包括但不仅限于温度调节、加入氧化还原剂、加入催化剂、加入引发剂、光照、辐射、微波、等离子体作用等作用方式,从而使得聚合物表现出良好的自修复性、循环利用可回收性、刺激响应性等。例如,加热可以使得所述的动态硒硫键断裂形成硫自由基和硒自由基,从而发生动态键的解离及交换反应,降温后动态硒硫键重新形成而稳定下来,表现出自修复性和再加工性;可以通过激光照射使得含有硫硒键的聚合物获得良好的自修复性能;通过利用辐射、微波及等离子体可以在体系中产生自由基与动态硒硫键作用从而获得自修复性和再加工性。还可以通过在体系中添加氧化还原剂使得动态聚合物获得循环利用可回收性。其中,所述的还原剂的种类包括但不限于次硫酸钠、硼氢化钠、二硫苏糖醇、2-巯基乙醇、谷胱甘肽、三(2-羰基乙基)磷盐酸盐、烷基硫醇(如甲基硫醇、乙基硫醇、丙基硫醇等)、烷基膦(如三苯基膦、三丁基膦、三环己基膦、二苯基环己基磷、二环己基苯基膦等);所述的氧化剂种类包括但不限于空气、二氧化铅、二氧化锰、有机过氧化物(如过氧化二苯甲酰、过氧化氢、臭氧、
对醌二肟、二硫化物)等。所述的动态聚合物还可以通过在体系中加入引发剂,然后再在加热、光照、辐射、微波及等离子体作用下产生自由基,促进动态硒硫键的解离或交换,获得自修复性或循环利用可回收性。其中,所述的引发剂包括但不限于以下任一种或任几种引发剂:光引发剂,如2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(dmpa)、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)、二苯甲酮、2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、 2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮和α-酮戊二酸;有机过氧化物,如过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰(bpo)、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、叔丁基过氧化苯甲酸酯、叔丁基过氧化特戊酸酯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯;偶氮化合物,如偶氮二异丁腈(aibn)、偶氮二异庚腈;无机过氧化物,如过硫酸铵、过硫酸钾等;其中,引发剂优选2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、偶氮二异丁腈、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰、过硫酸钾。
[0244]
在本发明的实施方式中,所述的动态硒硫键,其可以通过化合物原料中含有的硫醇和硒醇的氧化偶联反应,硫自由基、硒自由基的成键反应形成,也可以利用含有硫硒键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。其中,对于含有硫硒键的化合物原料没有特别限制,优选含有硫硒键的多元醇、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔、羧酸,更优选含有硫硒键的多元醇、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔。
[0245]
本发明中,所述的动态硒氮键,其在一定条件下可以被激活,并发生键的解离、键合以及交换反应,体现出动态可逆特性;在本发明中所述的动态硒氮键,其选自如下结构:
[0246][0247]
其中,x选自卤素离子,优选氯离子、溴离子,表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/ 原子的连接。典型的动态硒氮键结构可举例如:
[0248][0249]
在本发明实施方式中,所述用于激活动态硒氮键动态可逆性的“一定条件”,其包括但不仅限于温度调节、加入酸碱催化剂等作用方式,从而使得聚合物表现出良好的自修复性、循环利用可回收性、刺激响应性等。其中,所述的酸碱催化剂可选自:(1)无机酸、有机酸及其酸式盐类催化剂。无机酸可以举例如,硫酸、盐酸和磷酸等;有机酸可以举例如,甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸等;盐类可以举例如,硫酸盐、硫酸氢盐、磷酸氢盐等。(2)ia族碱金属及其化合物,可以举例如,锂、氧化锂、乙酰丙酮化锂、甲醇钠、乙醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸艳等。(3)iia族碱金属及其化合物,可以举例如,钙、氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、氧化镁、氢氧化镁、乙醇镁等。(4)铝金属及其化合物,可以举例如,铝粉、氧化铝、铝酸钠、含水的氧化铝和氢氧化钠的复合物、烷氧基铝类化合物等。(5)有机化合物,可以举例如,氯化铵、三乙胺、三乙胺盐酸盐、吡啶、羟胺、盐酸羟胺、硫酸羟胺、n-甲基羟胺盐酸盐、苄胺盐酸盐、邻苄基羟胺、邻苄基羟胺盐酸盐、丁醛肟、苯甲醛肟、一水合肼、n,n'-二苯基硫脲、三氟甲基磺酸钪(sc(otf)3)等。(6)二价铜化合物,可以举例如,醋酸铜等。(7)三价铁化
合物,可以举例如,三氯化铁水溶液、硫酸铁水合物、硝酸铁水合物等。其中,优选硫酸、盐酸、磷酸、氢氧化钠、氢氧化钙、三乙胺、吡啶、醋酸铜。
[0250]
在本发明的实施方式中,所述的动态硒氮键,其可以通过化合物原料中含有的硒卤代物和吡啶衍生物反应形成。
[0251]
本发明中,所述的缩醛类动态共价键,其包括动态缩酮键、动态缩醛键、动态缩硫酮键、动态缩硫醛键,其在一定条件下可以被激活,并发生键的解离、缩酮反应以及交换反应,体现出动态可逆特性;其中,所述用于激活缩醛类动态共价键动态可逆性的“一定条件”,指的是加热、合适的酸性含水条件等。在本发明中所述的缩醛类动态共价键,其选自如下结构中的至少一种:
[0252][0253]
其中,x1、x2、x3、x4各自独立地选自氧原子、硫原子、氮原子,优选自氧原子、硫原子;r1、r2各自独立地选自氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;r3、r4各自独立地选自单键、杂原子连接基、二价或多价小分子烃基、二价或多价聚合物链残基;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接,其中,不同的可以连接成环,所述的环包括但不限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合。典型的缩醛类动态共价键结构可举例如:
[0254][0255]
在本发明的实施方式中,所述的缩醛类动态共价键可以在酸性水溶液中发生解离,在无水的酸性条件下形成,具有良好的ph刺激响应性,因此可以通过酸性环境的调节获得动态可逆性。
[0256]
在本发明实施方式中,可以用于动态缩酮反应的酸包括但不限于对甲苯磺酸、对甲苯磺酸吡啶鎓、盐酸、硫酸、草酸、碳酸、丙酸、壬酸、硅酸、乙酸、硝酸、铬酸、磷酸、4-氯-苯亚磺酸、对甲氧基苯甲酸、 1,4-苯二甲酸、4,5-二氟-2-硝基苯乙酸、2-溴-5-氟苯丙酸、溴乙酸、氯乙酸、苯乙酸、己二酸等。本发明中所用的酸呈现的状态不受限制,可以是单纯的酸,酸的有机溶液,酸的水溶液,还可以是酸的蒸汽等形式。本发明还可以对所述酸的不同状态进行组合形式的使用,如先使用对甲苯磺酸的有机溶液促进动态共价键的形成,再使用盐酸的水溶液使得所述动态共价键解离获得循环利用可回收性等。
[0257]
在本发明的实施方式中,所述的缩醛类动态共价键,其可以通过化合物原料中含有的酮基、醛基与羟基、巯基通过缩合反应形成,也可以利用缩醛类动态共价键与醇、硫醇、醛、酮的交换反应形成,也可以利用含有缩醛类动态共价键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。其中,对于含有缩醛类动态共价键的化合物原料没有特别限制,优选含有缩醛类动态共价键的多元醇、多元硫醇、多元胺、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔、羧酸,更优选含有缩醛类动态共价键的多元醇、多元胺、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔。
[0258]
本发明中,所述的基于碳氮双键的动态共价键,其包括动态亚胺键、动态肟键、动
态腙键、动态酰腙键,其在一定条件下可以被激活,并发生动态共价键的解离、缩合以及交换反应,体现出动态可逆特性;其中,所述用于激活基于碳氮双键的动态共价键动态可逆性的“一定条件”,指的是合适的ph含水条件、合适的催化剂存在条件、加热条件、加压条件等。在本发明中所述的基于碳氮双键的动态共价键,其选自如下结构中的至少一种:
[0259][0260]
其中,r1为二价或多价小分子烃基;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。典型的基于碳氮双键的动态共价键结构可举例如:
[0261][0262]
在本发明的实施方式中,所述的用于促进基于碳氮双键的动态共价键的解离和缩合反应的合适的ph 含水条件,其指的是将动态聚合物溶胀于一定ph值的含水溶液中,或者用一定ph值的含水溶液润湿其表面,使得动态聚合物中的基于碳氮双键的动态共价键具有动态可逆性。其中,上述的含水溶液,其可以全为水溶液,或者为含有水的有机溶液、齐聚物、增塑剂、离子液体。所选用的含水溶液的ph值,其根据所选用的基于碳氮双键的动态共价键的种类而改变,例如,对于动态苯甲酰亚胺键,可选用ph≤6.5的酸性溶液使其产生水解,对于动态酰腙键,可选用ph≤4的酸性溶液使其产生水解。
[0263]
其中,用于基于碳氮双键的动态共价键的解离、缩合以及交换反应的酸碱催化剂可选自:(1)无机酸、有机酸及其酸式盐类催化剂。无机酸可以举例如,硫酸、盐酸和磷酸等;有机酸可以举例如,甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸等;盐类可以举例如,硫酸盐、硫酸氢盐、磷酸氢盐等。(2)ia族碱金属及其化合物,可以举例如,锂、氧化锂、乙酰丙酮化锂、甲醇钠、乙醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸艳等。(3)iia族碱金属及其化合物,可以举例如,钙、氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、氧化镁、氢氧化镁、乙醇镁等。(4)铝金属及其化合物,可以举例如,铝粉、氧化铝、铝酸钠、含水的氧化铝和氢氧化钠的复合物、烷氧基铝类化合物等。(5)有机化合物,可以举例如,氯化铵、三乙胺、三乙胺盐酸盐、吡啶、羟胺、盐酸羟胺、硫酸羟胺、n-甲基羟胺盐酸盐、苄胺盐酸盐、邻苄基羟胺、邻苄基羟胺盐酸盐、丁醛肟、苯甲醛肟、一水合肼、n,n'-二苯基硫脲、三氟甲基磺酸钪(sc(otf)3)等。(6)二价铜化合物,可以举例如,醋酸铜等。(7)三价铁化合物,可以举例如,三氯化铁水溶液、硫酸铁水合物、硝酸铁水合物等。其中,优选硫酸、盐酸、磷酸、氢氧化钠、氢氧化钙、三乙胺、吡啶、醋酸铜。
[0264]
在本发明的实施方式中,所述的基于碳氮双键的动态共价键,其可以通过化合物原料中含有的酮基、醛基、酰基与氨基、肼基、酰肼基通过缩合反应形成,也可以利用含有基于碳氮双键的动态共价键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。其中,对于含有基于碳氮双键的动态共价键的化合物原料没有特别限制,优选含有基于碳氮双键的动态共价键的多元醇、多元硫醇、多元胺、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔、羧酸,更优选含有基于碳氮双键的动态共价键的多元醇、多元胺、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔。
[0265]
在本发明中,所述的基于可逆自由基的动态共价键,其在一定条件下可以被激活,
产生自由基,并发生键的键合或交换反应,体现出动态可逆特性;其中,所述的“基于可逆自由基的动态共价键的交换反应”是指聚合物中旧的动态共价键解离后形成的中间态自由基在别处形成新的动态共价键,从而产生链的交换和聚合物拓扑结构的变化。在本发明中所述的基于可逆自由基的动态共价键,其选自如下结构中的至少一种:
[0266][0267]
其中,w各自独立选自氧原子、硫原子;
[0268]
其中,w1各自独立选自单键、醚基、硫醚基、仲胺基及其取代基、二价甲基及其取代基,优选自直接键、醚基、硫醚基;不同位置的w1的结构相同或不同;
[0269]
其中,w2各自独立选自醚基、硫醚基、仲胺基及其取代基、二价甲基及其取代基,优选自硫醚基、仲胺基;不同位置的w2的结构相同或不同;
[0270]
其中,w3各自独立选自醚基、硫醚基,优选自醚基;不同位置的w3的结构相同或不同;
[0271]
其中,w4各自独立选自醚基、硫醚基、仲胺基及其取代基,优选自醚基;不同位置的w4的结构相同或不同;
[0272]
其中,v、v’各自独立选自碳原子、氮原子,不同位置的当v、v’的结构相同或不相同,当v、v’选自氮原子时,与v、v’相连的不存在;
[0273]
其中,z选自硒原子、碲原子、锑原子、铋原子;其中,k为与z相连的的个数;当z为硒原子或碲原子时,k为1,表示只有一个与z相连;当z为锑原子或铋原子时,k为2,表示有两个与z相连,两个的结构相同或不相同;
[0274]
其中,r1各自独立选自氢原子、卤素原子、杂原子基团、c
1-20
烃基/杂烃基、取代的c
1-20
烃基/杂烃基以及以上基团中的两种或多种的组合所形成的取代基;r1各自独立优选自氢原子、羟基、氰基、羧基、c
1-20
烷基、c
1-20
芳烃基、c
1-20
杂芳烃基以及酰基、酰氧基、酰胺基、氧酰基、硫酰基、胺基酰基、亚苯基取代的c
1-20
烃基/杂烃基;r1进一步优选自氢原子、甲基、乙基、丙基、丁基、苯基、羟基、氰基、羧基、甲基氧酰基、乙基氧酰基、丙基氧酰基、丁基氧酰基、甲基胺基酰基、乙基胺基酰基、丙基胺基酰基、丁基胺基酰基;
[0275]
其中,r2各自独立选自任意合适的原子(包括氢原子)、取代基、取代聚合物链;各个r2的结构相同或不同;当r2选自取代基时,其选自但不仅限于:羟基、苯基、苯氧基、c
1-10
烷基、c
1-10
烷氧基、c
1-10
烷氧基酰基、c
1-10
烷基酰氧基、三甲基硅氧基、三乙基硅氧基;其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,其选自但不仅限于卤素原子、烃基取代基、含杂原子的
取代基中任一种或多种;
[0276]
其中,r3各自独立选自氰基、c
1-10
烷氧基酰基、c
1-10
烷基酰基、c
1-10
烷胺基酰基、苯基、取代的苯基、芳烃基、取代的芳烃基;其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,其选自但不仅限于卤素原子、烃基取代基、含杂原子的取代基中任一种或多种;
[0277]
其中,r1、r2、r3、r4各自独立选自氢原子、卤素原子、杂原子基团、取代基;r1、r2、r3、r4各自独立优选自氢原子、卤素原子、杂原子基团、c
1-20
烃基、c
1-20
杂烃基、取代的c
1-20
烃基或取代的c
1-20
杂烃基以及以上基团中的两种或多种的组合所形成的取代基;更优选自氢原子、羟基、氰基、羧基、c
1-20
烷基、 c
1-20
杂烷基、环状结构的c
1-20
烷基、环状结构的c
1-20
杂烷基、c
1-20
芳烃基、c
1-20
杂芳烃基;
[0278]
其中,r5、r6、r7、r8各自独立选自任意合适的原子(包括氢原子)、取代基、取代聚合物链;当r5、r6、 r7、r8各自独立选自取代基时,优选所述取代基为具有空间位阻效应的取代基;所述的具有位阻效应的取代基选自但不仅限于:氰基、c
1-20
烷基、c
1-20
环烷基、芳烃基、杂芳烃基以及以上基团被任意取代原子或取代基取代所形成的基团;其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,选自但不仅限于卤素原子、烃基取代基、含杂原子的取代基中任一种或多种;作为举例,典型的具有空间位阻效应的取代基包括但不仅限于:氰基、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、环戊基、环己基、金刚烷基、苯基、吡啶基、c
1-5
烷基取代的苯基、c
1-5
烷氧基取代的苯基、c
1-5
烷硫基取代的苯基、c
1-5
烷胺基取代的苯基、氰基取代的苯基;
[0279]
其中,l各自独立选自杂原子连接基、杂原子基团连接基、二价c
1-20
烃基/杂烃基、取代的二价c
1-20
烃基/ 杂烃基以及以上基团的两种或多种的组合形成的二价连接基;其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,选自但不仅限于卤素原子、烃基取代基、含杂原子的取代基中任一种或多种;l各自独立优选自酰基、酰氧基、酰硫基、酰胺基、氧酰基、硫酰基、亚苯基、二价c
1-20
烃基/杂烃基、取代的二价c
1-20
烃基/杂烃基;其中所述的取代的二价c
1-20
烃基/杂烃基中的取代基团的结构优选为酰基、酰氧基、酰硫基、酰胺基、氧酰基、硫酰基、胺基酰基、亚苯基,更优选所述的取代的二价c
1-20
烃基/杂烃基通过所述取代基团与连接 r1的碳原子相连;
[0280]
其中,表示所述环具有共轭结构;其中,为具有共轭结构的五元氮杂环结构;其中,为所述的两个五元氮杂环之间通过各自的一个成环原子之间形成碳碳单键,或者碳氮单键,或者氮氮单键所构成的多环结构;根据不同的连接方式,包括但不仅限于如下异构体中的一种或多种:限于如下异构体中的一种或多种:需要说明的是,在合适条件下,各种异构体之间可以发生相互转化,因此,在本发明中将上述的六种异构体基元视为同一种结构基元;
[0281]
其中,为含氮脂肪族杂环,所述环的成环原子数没有特别限制,优选自3~10,更优选自5~8;所述脂肪族杂环的成环原子中,除了至少一个成环原子为氮原子,其余成环
原子选自但不仅限于碳原子、氮原子、氧原子、硫原子、硼原子、磷原子、硅原子,成环原子上所连的氢原子被任意合适取代原子、取代基取代或不取代;其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,选自但不仅限于卤素原子、烃基取代基、含杂原子的取代基中任一种或多种;
[0282]
其中,表示连有n个的含氮脂肪族杂环,其中,n的取值为0、1或大于1的整数;其中,*标注的为与式中其他结构相连接的位点;所述的优选自如下结构中的至少一种,但本发明不限于此:
[0283]
所述的更优选自如下结构中的至少一种,但本发明不限于此:
[0284][0285]
其中,为芳香族环;所述芳香族环的环结构选自单环结构、多环结构、螺环结构、稠环结构;所述环的成环原子数没有特别限制;所述芳香族环的成环原子选自但不仅限于碳原子、氮原子、氧原子、硫原子、硼原子、磷原子、硅原子,成环原子上所连的氢原子被任意合适取代原子、取代基取代或不取代;其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,选自但不仅限于卤素原子、烃基取代基、含杂原子的取代基中任一种或多种;
[0286]
其中,表示连有n个的芳香族环,不同位置的的结构相同或不同;其中,*标注的为与式中其他结构相连接的位点;
[0287]
其中,表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;各个结构相同或不同;不同的可以连接成环,所述的环包括但不限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合。
[0288]
典型的基于可逆自由基的动态共价键结构可举例如:
[0289]
[0290]
[0291]
[0292]
[0293][0294]
其中,w、w1、w2、w3、w4、的定义、选择范围、优选范围如前所述。
[0295]
在本发明实施方式中,所述用于激活基于可逆自由基的动态共价键动态可逆性的“一定条件”,其包括但不仅限于温度调节、加入引发剂、光照、辐射、微波、等离子体作用等作用方式。例如,通过加热可以使得所述的动态共价键断裂形成自由基,从而发生动态共价键的解离及交换反应,降温后动态共价键重新形成而稳定下来,使得聚合物可以获得自修复性和再加工性。光照也可以使得所述的动态共价键断裂形成自由基,从而发生动态共价键的解离及交换反应,去除光照后动态共价键重新形成,使得聚合物可以获得自修复性和再加工性。辐射、微波及等离子体可以在体系中产生自由基与动态共价键作用从而获得自修复性和再加工性。引发剂的能够产生自由基,促进动态共价键的解离或交换,获得自修复性或可回收性。其中,所述的引发剂包括但不限于以下任一种或任几种引发剂:光引发剂,如2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮 (dmpa)、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)、二苯甲酮、2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮和α-酮戊二酸;有机过氧化物,如过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰(bpo)、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、叔丁基过氧化苯甲酸酯、叔丁基过氧化特戊酸酯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯;偶氮化合物,如偶氮二异丁腈(aibn)、偶氮二异庚腈;无机过氧化物,如过硫酸铵、过硫酸钾等;其中,引发剂优选2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、偶氮二异丁腈、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰、过硫酸钾。
[0296]
在本发明的实施方式中,所述聚合物中含有的基于可逆自由基的动态共价键,其可以通过化合物原料中含有的自由基的成键反应或其他合适的偶合等反应形成;其可以在聚合物中原位生成,也可以利用含有基于可逆自由基的动态共价键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。其中,对于含有基于可逆自由基的动态共价键的化合物原料没有特别限制,优选含有基于可逆自由基的动态共价键的多元醇、多元硫醇、多元胺、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔、羧酸,更优选含有基于可逆自由基的动态共价键的多元醇、多元胺、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔。
[0297]
本发明中,所述的结合性可交换型酰基键,其在一定条件下可以被激活,并与亲核基团发生结合性酰基交换反应(如结合性酯交换反应、结合性酰胺交换反应、结合性氨基甲酸酯交换反应、结合性插乙烯酰胺或插乙烯氨基甲酸酯的交换反应等),体现出动态可逆特
性;其中,所述“结合性酰基交换反应”是指结合性可交换型酰基键先与亲核基团结合形成中间结构,再进行酰基交换反应形成新的动态共价键,从而产生链的交换和聚合物拓扑结构的变化,在这其中,聚合物的交联度可以保持不变;其中,所述用于激活结合性可交换型酰基键动态可逆性的“一定条件”,指的是合适的催化剂存在条件、加热条件、加压条件等;其中,所述“亲核基团”指的是在聚合物体系中存在的用于进行结合性酰基交换反应的羟基、巯基和氨基等活性基团,所述的亲核基团,其可以与结合性可交换型酰基键在同一个聚合物网络/链上,也可以在不同的聚合物网络/链上,也可以通过含有亲核基团的小分子、聚合物来引入。在本发明中所述的结合性可交换型酰基键,其选自如下结构中的至少一种:
[0298][0299]
其中,x1、x2选自碳原子、氧原子、硫原子、氮原子和硅原子;y选自氧原子、硫原子和仲胺基;z1、z2选自氧原子、硫原子;r5选自氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;其中,当x1、x2为氧原子或硫原子时,r1、r2、r3、r4不存在;当x1、x2为氮原子时,r1、r3存在,r2、r4不存在,且r1、 r3各自独立地选自氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;当x1、x2为碳原子、硅原子时, r1、r2、r3、r4存在,且各自独立地选自氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。其中,所述的结合性可交换型酰基键优选自结合性可交换型酯键、结合性可交换型硫酯键、结合性可交换型酰胺键、结合性可交换型氨基甲酸酯键、结合性可交换型硫代氨基甲酸酯键、结合性可交换型脲键、结合性可交换型插乙烯酰胺键、结合性可交换型插乙烯氨基甲酸酯键。典型的结合性可交换型酰基键结构可举例如:
[0300][0301]
其中,更优选含有亲核基团的结合性可交换型酰基键,其典型结构可举例如:
[0302][0303]
在本发明中,部分所述的结合性酰基交换反应需要在催化剂条件下进行,所述的催化剂包含用于酯交换反应(包括酯、硫酯、氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯等)和胺交换反应(包括酰胺、氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯、脲、插乙烯酰胺、插乙烯氨基甲酸酯等)的催化剂。通过添加所述催化剂,可以促进结合性酰基交换反应的发生,使得动态聚合物体现出良好的动态特性。
[0304]
其中,用于酯交换反应的催化剂可选自:(1)无机酸、有机酸及其酸式盐类催化剂。无机酸可以举例如,硫酸、盐酸和磷酸等;有机酸可以举例如,甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸
等;盐类可以举例如,硫酸盐、硫酸氢盐、磷酸氢盐等。(2)ia族碱金属及其化合物,可以举例如,锂、氧化锂、乙酰丙酮化锂、甲醇钠、乙醇钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸艳等。(3)iia族碱金属及其化合物,可以举例如,钙、氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、氧化镁、氢氧化镁、乙醇镁。(4)铝金属及其化合物,可以举例如,铝粉、氧化铝、铝酸钠、含水的氧化铝和氢氧化钠的复合物、烷氧基铝类化合物。(5)锡类化合物,其中包括无机锡类和有机锡类。无机锡类可以举例如,氧化锡、硫酸锡、氧化亚锡、氯化亚锡等。有机锡类可以举例如,二丁基氧化锡、二月桂酸二丁基锡,二氯二丁基锡、三丁基乙酸锡、三丁基氯化锡和三甲基氯化锡等。 (6)ivb族元素化合物,可以举例如,二氧化钛、钛酸四甲酯、钛酸异丙酯、钛酸异丁酯、钛酸四丁酯、氧化锆、硫酸锆、钨酸锆、锆酸四甲酯。(7)阴离子型层柱化合物,其主体成分一般是由两种金属的氢氧化物组成,称为双金属氢氧化物ldh,其煅烧产物为ldo,可以举例如,水滑石 {mg6(co3)[al(oh)6]2(oh)4·
4h2o}。(8)负载型固体催化剂,可以举例如,kf/cao、k2co3/cao、kf/γ-al2o3、 k2co3/γ-al2o3、kf/mg-la、k2o/活性炭、k2co3/煤灰粉、koh/nax、kf/mmt(蒙脱土)等复合物。(9) 有机锌化合物,可以举例如,醋酸锌、乙酰丙酮锌等。(10)有机化合物,可以举例如,1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯(tbd)、2-甲基咪唑(2-mi)、三苯基膦等。其中,优选有机锡化合物、钛酸酯化合物、有机锌化合物、负载型固体催化剂、tbd、2-mi;更优选tbd和醋酸锌混合共用协同催化、2-mi和乙酰丙酮锌混合共用协同催化。
[0305]
其中,用于胺交换反应的催化剂,可选自:硝酸、盐酸、氯化铝、氯化铵、三乙胺盐酸盐、羟胺、盐酸羟胺、硫酸羟胺、n-甲基羟胺盐酸盐、苄胺盐酸盐、邻苄基羟胺、邻苄基羟胺盐酸盐、丁醛肟、苯甲醛肟、一水合肼、n,n'-二苯基硫脲、三氟甲基磺酸钪(sc(otf)3)、蒙脱石ksf、四氯化铪(hfcl4)、hf4cl5o
24h24
、 hfcl4/ksf-polydmap、谷氨酰胺转胺酶(tgase);二价铜化合物,可以举例如,醋酸铜;三价铁化合物,可以举例如,三氯化铁水溶液、硫酸铁水合物、硝酸铁水合物等。其中,优选醋酸铜;sc(otf)3和hfcl4混合共用协同催化;hfcl4/ksf-polydmap;甘油、硼酸、硝酸铁水合物混合共用协同催化。
[0306]
本发明实施方式中,某些结合性酰基交换反应也可以通过微波辐射、加热的方式进行。例如,普通的氨基甲酸酯键、硫代氨基甲酸酯键、脲键可以在加热至160~180℃时,辅以4mpa的压力,发生酰基交换反应;插乙烯酰胺键、插乙烯氨基甲酸键可以在加热到100℃以上时,通过迈克尔加成发生酰基交换反应;结构的氨基甲酸酯键可以加热到90℃以上时,与含酚羟基或苄羟基结构的分子链发生酰基交换反应。本发明优选通过添加可用于结合性酰基交换反应的催化剂,在通常温度和通常压力条件下进行可逆反应。
[0307]
在本发明的实施方式中,所述的结合性可交换型酰基键,其可以通过化合物原料中含有的酰基、硫代酰基、醛基、羧基、酰卤、酸酐、活性酯、异氰酸酯基与羟基、氨基、巯基通过缩合反应形成,也可以利用含有结合性可交换型酰基键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。其中,对于含有结合性可交换型酰基键的化合物原料没有特别限制,优选含有结合性可交换型酰基键的多元醇、多元硫醇、多元胺、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔、羧酸,更优选含有结合性可交换型酰基键的多元醇、多元胺、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔。
[0308]
本发明中,所述的基于位阻效应诱导的动态共价键,其由于含有“具有位阻效应的
大基团”,在室温或一定条件下可以被激活,并发生键的解离、键合以及交换反应,体现出动态可逆特性。在本发明中所述的基于位阻效应诱导的动态共价键,其选自如下结构中的至少一种:
[0309][0310]
其中,x1、x2选自碳原子、硅原子和氮原子,优选碳原子、氮原子;z1、z2选自氧原子和硫原子,优选氧原子;当x1、x2为氮原子时,r1、r3存在,r2、r4不存在,且r1、r3各自独立地选自氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;当x1、x2为碳原子、硅原子时,r1、r2、r3、r4存在,且各自独立地选自氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;其中,rb为与氮原子直接相连的具有位阻效应的大基团,其可选自c
3-20
烷基、环c
3-20
烷基、苯基、苄基、芳烃基及以上基团的不饱和形式、被取代形式、被杂化形式及其组合,更优选自异丙基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、苯基、苄基、甲基苄基,最优选自叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、环戊基、环己基、苯基、苄基、甲基苄基;表示任意元数的含氮环,其可为脂肪族环或芳香族环,其可以为脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合,成环原子各自独立地选自碳原子、氧原子、氮原子、硫原子、硅原子或其他杂原子,成环原子上的氢原子可以被任一取代基取代,也可以不被取代,所成的环优选吡咯环、咪唑环、吡唑环、哌啶环、吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环;n表示与环状基团结构的成环原子相连的连接个数。典型的基于位阻效应诱导的动态共价键结构可举例如:
[0311][0312][0313]
在本发明中所述的“具有位阻效应的大基团”,其与氮原子直接相连或与氮原子形成环状结构,可以起到削弱羰基、硫代羰基中的碳原子和相邻氮原子之间的化学键强度,从而使得碳-氮键体现出动态共价键的性质,在室温或一定条件下即可进行动态可逆反应。需要指出的是,“具有位阻效应的大基团”中的位阻效应并非越大越好,而是大小适中,并使得碳-氮键具有合适的动态可逆性。所述的用于激活基于位阻效应诱导的动态共价键动态可逆性的“一定条件”,其包括但不仅限于加热、加压、光照、辐射、微波、等离子体作用等作用方式,从而使得聚合物表现出良好的自修复性、循环利用可回收性、刺激响应性等。例如,结构的动态共价键在60℃条件下即可进行动态交换反应,体现出动态特性。
[0314]
在本发明中,所述的基于位阻效应诱导的动态共价键,其优选自基于位阻效应诱导的酰胺键、基于位阻效应诱导的氨基甲酸酯键、基于位阻效应诱导的硫代氨基甲酸酯键、基于位阻效应诱导的脲键。
[0315]
在本发明的实施方式中,所述的基于位阻效应诱导的动态共价键,其可以通过化合物原料中含有的酰基、硫代酰基、醛基、羧基、酰卤、酸酐、活性酯、异氰酸酯基与连有具有位阻效应的大基团的氨基通过缩合反应形成,也可以利用含有基于位阻效应诱导的动态共价键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。其中,对于含有基于位阻效应诱导的动态共价键的化合物原料没有特别限制,优选含有基于位阻效应诱导的动态共价键的多元醇、多元硫醇、多元胺、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔、羧酸,更优选含有基于位阻效应诱导的动态共价键的多元醇、多元胺、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔。
[0316]
本发明中,所述的可逆加成断裂链转移动态共价键,其在引发剂存在条件下可以被激活,并发生可逆加成断裂链转移反应,体现出动态可逆特性。在本发明中所述的可逆加成断裂链转移动态共价键,其选自如下结构中的至少一种:
[0317][0318]
其中,r1~r
10
各自独立地选自氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;x1、x2、x3各自独立地选自单键、二价或多价小分子烃基,优选自二价c
1-20
烷基及其被取代形式、被杂化形式、及其组合,更优选自二价异丙基、二价异丙苯基、二价异丙酯基、二价异丙羧基、二价异丙腈基、二价腈异丙苯基、二价丙烯酸基n聚体、二价丙烯酸酯基n聚体、二价苯乙烯基n聚体及其被取代形式、被杂化形式、及其组合,其中,n大于等于2;z1、z2、z3各自独立地选自单键、杂原子连接基、二价或多价小分子烃基,优选自具有吸电效应或者与具有吸电效应的基团相连的杂原子连接基、具有吸电效应或者与具有吸电效应的基团相连的二价或多价小分子烃基;其中,作为z2、z3的优选,其可选自醚基、硫基、硒基、二价硅基、二价胺基、二价磷酸基、二价苯基、亚甲基、亚乙基、二价苯乙烯基、二价异丙基、二价异丙苯基、二价异丙酯基、二价异丙羧基、二价异丙腈基、二价腈异丙苯基;其中,具有吸电效应的基团包括但不限于羰基、醛基、硝基、酯基、磺酸基、酰氨基、砜基、三氟甲基、芳基、氰基、卤素原子、烯烃、炔烃及其组合;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。
[0319]
本发明中所述的可逆加成断裂链转移动态共价键优选聚丙烯酸基及其酯基、聚甲基丙烯酸基及其酯基、聚苯乙烯基、聚甲基苯乙烯基、烯丙基硫醚基、双硫酯基、双硒酯基、三硫代碳酸酯基、三硒代碳酸酯基、二硒代硫代碳酸酯基、二硫代硒代碳酸酯基、二双硫酯基、二双硒酯基、双三硫代碳酸酯基、双三硒代碳酸酯基、二硫代氨基甲酸酯基、二硒代氨基甲酸酯基、二硫代碳酸酯基、二硒代碳酸酯基及其相应的衍生物基。
[0320]
典型的可逆加成断裂链转移动态共价键结构可举例如:
[0321][0322]
其中,n为重复单元的数量,可以是固定值,也可以是平均值,n≥1。
[0323]
本发明所述的“可逆加成断裂链转移反应”指的是当一个活性自由基与本发明中所述的可逆加成断裂链转移动态共价键作用形成中间体,中间体能够断裂形成一个新的活性自由基并形成一个新的可逆加成断裂链转移动态共价键,并且这个过程为可逆的过程。这个过程类似可逆加成断裂链转移聚合中的可逆加成断裂链转移过程,但并不完全等同于可逆加成断裂链转移聚合中的可逆加成断裂链转移过程。首先,可逆加成断裂链转移聚合为溶液聚合过程,而本发明所述的“可逆加成断裂链转移反应”可以在溶液或固体中进行;此外在可逆加成断裂链转移反应中,可以加入适量合适的可以产生活性自由基的物质,在一定条件下产生活性自由基,从而使得可逆加成断裂链转移动态共价键具有良好的动态可逆性,促进可逆加成断裂链转移反应的进行,例如,当本发明中的可逆加成断裂链转移动态共价键为烯丙基硫醚基时,可以在体系中加入能够产生适量的硫自由基的物质促进反应的进行。
[0324]
其中,在可逆加成断裂链转移交换反应中可选用的引发剂包括但不限于以下任一种或任几种引发剂:光引发剂,如2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(dmpa)、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6
-ꢀ
三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)、二苯甲酮、2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-羟基-2-甲基
ꢀ-
1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮和α-酮戊二酸;有机过氧化物,如过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰(bpo)、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸双(4-叔丁基环己基)酯、叔丁基过氧化苯甲酸酯、叔丁基过氧化特戊酸酯、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯;偶氮化合物,如偶氮二异丁腈(aibn)、偶氮二异庚腈;无机过氧化物,如过硫酸铵、过硫酸钾等;其中,引发剂优选2,2-二甲氧基
ꢀ-
2-苯基苯乙酮、偶氮二异丁腈、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰、过硫酸钾。
[0325]
在本发明的实施方式中,所述的可逆加成断裂链转移动态共价键,其可以利用含有可逆加成断裂链转移动态共价键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。
[0326]
本发明中,所述的动态硅氧烷键,其在催化剂或加热条件下可以被激活,并发生硅氧烷交换反应,体现出动态可逆特性;其中,所述的“硅氧烷交换反应”是指在别处形成新的硅氧烷键并伴随着旧的硅氧烷键的解离,从而产生链的交换和聚合物拓扑结构的变化。在
本发明中所述的动态硅氧烷键,其选自如下结构:
[0327][0328]
其中,表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;之间可以成环,或不成环。
[0329]
在本发明中,所述的硅氧烷反应需要在催化剂或加热条件下进行,其中,所述的动态硅氧烷键,其优选在催化剂存在条件下进行硅氧键交换反应。所述的催化剂可促进硅氧烷平衡反应的发生,使得动态聚合物体现出良好的动态特性。其中,用于硅氧烷平衡反应的催化剂可选自:(1)碱金属氢氧化物,可以举例如,氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铷、氢氧化铯、氢氧化铍、氢氧化镁、氢氧化钙等。(2) 碱金属醇盐、碱金属多醇盐,可以举例如,甲醇钾、甲醇钠、甲醇锂、乙醇钾、乙醇钠、乙醇锂、丙醇钾、正丁醇钾、异丁醇钾、叔丁醇钠、叔丁醇钾、戊醇锂、乙二醇钾、丙三醇钠、1,4-丁二醇钾、1,3-丙二醇钠、季戊四醇锂、环己醇钠等。(3)硅醇盐,可以举例如,三苯基硅醇钾、二甲基苯基硅醇钠、三叔丁氧基硅醇锂、三甲基硅醇钾、三甲基硅醇钠、三乙基硅醇钠、(4-甲氧基苯基)二甲基硅醇锂、三叔戊烷氧基硅醇、二苯基硅烷二醇钾、苄基三甲基铵基双(邻苯二酚)苯基硅醇钾等。(4)季铵碱,可以举例如,四甲基氢氧化铵(tmah)、四乙基氢氧化铵(teah)、三甲基苄基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、(1-十六烷基) 三甲基氢氧化铵、甲基三乙基氢氧化铵、苯基三甲基氢氧化铵、四正己基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四辛基氢氧化铵、三乙基苄基氢氧化铵、胆碱、[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]二甲基(3-硫代丙基)氢氧化铵内盐、苯基三乙基氢氧化铵、n,n,n-三甲基-3-(三氟甲基)氢氧化苯胺、氢氧化-n-乙基-n,n-二甲基-乙铵、四癸基氢氧化铵、四戊基氢氧化铵、n,n,n-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵、四十八烷基氢氧化铵、n,n-二甲基
ꢀ-
n-[3-(硫代氧代)丙基]-1-壬烷氢氧化铵内盐、(甲氧基羰基氨磺酰基)三乙基氢氧化铵、3-磺丙基十二烷基二甲基甜菜碱、3-(n,n-二甲基棕榈基氨)丙烷磺酸盐、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱、n,n-二甲基-n-(3-磺丙基)-1-十八烷铵内盐、三丁基甲基氢氧化铵、三(2-羟乙基)甲基氢氧化铵、十四烷基磺基甜菜碱等。在本发明中,用于硅氧烷平衡反应的催化剂优选季铵碱类、硅醇盐类和碱金属氢氧化物类的催化剂,进一步优选氢氧化锂、氢氧化钾、三甲基硅醇钾、四甲基氢氧化铵(tmah)、四乙基氢氧化铵(teah)等催化剂。
[0330]
在本发明的实施方式中,所述的动态硅氧烷键,其可以利用化合物原料中含有的硅羟基、硅羟基前驱体之间通过缩合反应形成,也可以利用含有动态硅氧烷键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。其中,对于含有动态硅氧烷键的化合物原料没有特别限制,优选含有动态硅氧烷键的多元醇、多元硅醇、多元胺、异氰酸酯、硅氧烷化合物、硅氢化合物、环氧化合物、烯、炔,更优选含有动态硅氧烷键的多元醇、多元硅醇、异氰酸酯、硅氧烷化合物、硅氢化合物、烯。其中,所述的硅羟基前驱体,其指的是由硅原子以及与该硅原子相连的一个可水解得到羟基的基团所组成的结构基元 (si-x1),其中,x1为可水解得到羟基的基团,其可选自卤素、氰基、氧氰基、硫氰基、烷氧基、氨基、硫酸酯基、硼酸酯基、酰基、酰氧基、酰氨基、酮肟基、醇盐基。合适的硅羟基前驱体举例如:si-cl,si-cn, si-cns,si-cno,si-so4ch3,si-ob(och3)2,si-nh2,si-n(ch3)2,si-och3,si-coch3,si-ococh3, si-conh2,si-o-n=c(ch3)2,si-ona。
[0331]
本发明中,所述的动态硅醚键,其在加热条件下可以被激活,并发生硅醚键交换反应,体现出动态可逆特性;其中,所述的“硅醚键交换反应”是指在别处形成新的硅醚键并伴
随着旧的硅醚键的解离,从而产生链的交换和聚合物拓扑结构的变化。在本发明中所述的动态硅醚键,其选自如下结构:
[0332][0333]
其中,表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;之间可以成环,或不成环。
[0334]
其中,动态硅醚键更优选自以下结构:
[0335][0336]
在本发明的实施方式中,所述的动态硅醚键,其可以利用化合物原料中含有的硅羟基、硅羟基前驱体与体系中的羟基通过缩合反应形成,也可以利用含有动态硅醚键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。其中,对于含有动态硅醚键的化合物原料没有特别限制,优选含有动态硅醚键的多元醇、多元硅醇、多元胺、异氰酸酯、硅氧烷化合物、硅氢化合物、环氧化合物、烯、炔,更优选含有动态硅醚键的多元醇、多元硅醇、异氰酸酯、硅氧烷化合物、硅氢化合物、烯。其中,所述的硅羟基前驱体,其指的是由硅原子以及与该硅原子相连的一个可水解得到羟基的基团所组成的结构基元 (si-x1),其中,x1为可水解得到羟基的基团,其可选自卤素、氰基、氧氰基、硫氰基、烷氧基、氨基、硫酸酯基、硼酸酯基、酰基、酰氧基、酰氨基、酮肟基、醇盐基。合适的硅羟基前驱体举例如:si-cl,si-cn, si-cns,si-cno,si-so4ch3,si-ob(och3)2,si-nh2,si-n(ch3)2,si-och3,si-coch3,si-ococh3, si-conh2,si-o-n=c(ch3)2,si-ona。
[0337]
本发明中,所述的基于烷基氮杂环鎓的可交换型动态共价键,其在一定条件下可以被激活,并与卤代烷基发生动态交换反应,体现出动态可逆特性。在本发明中所述的基于烷基氮杂环鎓的可交换型动态共价键,其选自如下结构中的至少一种:
[0338][0339]
其中,x

为负离子,其选自溴离子、碘离子,优选为溴离子;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。典型的基于烷基氮杂环鎓的可交换型动态共价键结构可举例如:
[0340][0341]
在本发明实施方式中,所述的卤代烷基,其可以为脂肪族卤代烷基、也可以为芳香族卤代烷基,其可以存在于动态聚合物中任意合适的端基、侧基和/或侧链中,或在小分子、低聚物等其他成分中以任意合适的形式存在,其可以与基于烷基氮杂环鎓的可交换型动态共价键在同一个聚合物网络/链上,也可以在不同的聚合物网络/链上,也可以通过含有卤代烷基的小分子、聚合物来引入。
[0342]
在本发明实施方式中,所述用于激活基于烷基氮杂环鎓的可交换型动态共价键动态可逆性的“一定条件”,其是指在卤代烷基和溶剂存在下以及合适的温度、湿度、压力条件下等。
[0343]
在本发明的实施方式中,所述的基于烷基氮杂环鎓的可交换型动态共价键,其可
以利用三唑基/吡啶基化合物与卤代烃作用生成,也可以利用含有基于烷基氮杂环鎓的可交换型动态共价键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。其中,所述的三唑基化合物,其可以利用化合物原料中含有的叠氮基团与炔烃反应生成;其中,所述的卤代烃,其包括但不仅限于饱和卤代烃(举例如氯甲烷、溴代环己烷、1,2-二溴乙烷、三碘甲烷等)、不饱和卤代烃(举例如溴乙烯、3-氯环己烯、4-溴-1-丁烯-3-炔、1-溴-2-碘环丁烯等)、卤代芳烃(举例如氯苯、β-溴代萘、苯氯甲烷、邻二氯苯等)等;其中,对于含有基于烷基氮杂环鎓的可交换型动态共价键的化合物原料没有特别限制,优选含有基于烷基氮杂环鎓的可交换型动态共价键的多元醇、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔、羧酸、酯、酰胺,更优选含有基于烷基氮杂环鎓的可交换型动态共价键的多元醇、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔。
[0344]
在本发明中,所述的可发生烯烃交叉易位复分解反应的不饱和碳碳双键,其在催化剂存在条件下可以被激活,并发生烯烃交叉易位复分解反应,体现出动态可逆特性;其中,所述的“烯烃交叉易位复分解反应”是指由金属催化剂催化的不饱和碳碳双键之间的碳架重排反应;其中,所述的“重排反应”是指新的碳碳双键在他处生成并伴随着旧的碳碳双键的解离,从而产生链的交换和聚合物拓扑结构的变化。在本发明中所述可发生烯烃交叉易位复分解反应的不饱和碳碳双键的结构没有特别的限制,优选自以下所示的位阻小反应活性高的结构:
[0345][0346]
在本发明的实施方式中,所述的用于催化烯烃交叉易位复分解反应的催化剂,其包括但不限于基于钌、钼、钨、钛、钯、镍等金属催化剂;其中,催化剂优选基于钌、钼、钨的催化剂,更优选催化效率更高和对空气、水不敏感的钌催化剂,特别是已经商品化的催化剂如grubbs一代、二代、三代催化剂, hoveyda-grubbs一代、二代催化剂等。其中,本发明中用于催化烯烃交叉易位复分解反应的催化剂实例包括但不限于以下所举:
[0347][0348]
其中,py3为mes为ph为苯基,et为乙基,i-pr为异丙基,t-bu为叔丁基,peg为聚乙二醇。
[0349]
在本发明中,所述的可发生炔烃交叉易位复分解反应的不饱和碳碳叁键,其在催化剂存在条件下可以被激活,并发生炔烃交叉易位复分解反应,体现出动态可逆特性;其中,所述的“炔烃交叉易位复分解反应”是指由金属催化剂催化的不饱和碳碳叁键之间的碳架重排反应;其中,所述的“重排反应”是指新的碳碳叁键在他处生成并伴随着旧的碳碳叁键的解离,从而产生链的交换和聚合物拓扑结构的变化。在本发明中所述可发生炔烃交叉
易位复分解反应的不饱和碳碳叁键的结构没有特别的限制,优选自以下所示的位阻小反应活性高的结构:
[0350][0351]
在本发明的实施方式中,所述的用于催化炔烃交叉易位复分解反应的催化剂,其包括但不限于基于钼、钨等金属催化剂;其中,催化剂优选对功能基团具有相容性的催化剂,如举例结构中的催化剂15-20等;催化剂也优选催化效率更高和对空气不敏感的催化剂,如举例结构中的催化剂1、18-20等;催化剂也优选在常温或室温范围即可起到催化作用的催化剂,如举例结构中的催化剂11。本发明中用于催化炔烃交叉易位复分解反应的催化剂实例包括但不限于以下所举:
[0352][0353]
其中,py3为ph为苯基,t-bu为叔丁基。
[0354]
在本发明的实施方式中,所述的可发生烯烃交叉易位复分解反应的不饱和碳碳双键、可发生炔烃交叉易位复分解反应的不饱和碳碳叁键,可以是来自选用的已含有不饱和碳碳双键/不饱和碳碳叁键的聚合物前体,也可以在不含不饱和碳碳双键/不饱和碳碳叁键的聚合物前体的基础上生成或引入。但由于生成碳碳双键/碳碳叁键的反应条件通常较为苛刻,因此优选使用已含有碳碳双键/碳碳叁键的聚合物前体进行反应,达到引入碳碳双键/碳碳叁键的目的。
[0355]
其中,已含有不饱和碳碳双键/不饱和碳碳叁键的聚合物前体,作为举例,包括但不限于顺丁橡胶、1,2
-ꢀ
丁二烯橡胶、异戊橡胶、聚降冰片烯、氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、聚氯丁二烯、溴化聚丁二烯、乙烯-丙烯-二烯橡胶(epdm)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)、苯乙烯-丁二烯橡胶(sbr)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sbs)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sis)、不饱和聚酯、不饱和聚醚及其共聚物、1,4-丁烯二醇、1,5-二对羟苯基-1,4-戊二烯-3-酮、单蓖麻油酸甘油酯、马来酸、富马酸、反式甲基丁烯二酸(中康酸)、顺式甲基丁烯二酸(柠康酸)、氯代顺丁烯二酸、2-亚甲基丁二酸(衣康酸)、4,4'-二苯乙烯二羧酸、1,5-二对羟苯基-1,4-戊二烯-3-酮、富马酰氯、1,4-亚苯基二丙烯酰氯、
柠康酸酐、马来酸酐、富马酸二甲酯、富马酸单乙酯、富马酸二乙酯、柠康酸二甲酯、1,4-二氯-2-丁烯、1,4-二溴
ꢀ-
2-丁烯等,还可以选用端基功能化的链骨架上含有碳碳双键/碳碳叁键的低聚物。
[0356]
本发明中,所述的[2 2]环加成动态共价键,其基于[2 2]环加成反应形成,在一定条件下可以被激活,并发生键的解离、键合以及交换反应,体现出动态可逆特性;其中,所述的[2 2]环加成反应指的是由一个不饱和双键与另一个不饱和双键或不饱和叁键各自提供2个π电子相互反应加成形成四元环结构的反应。在本发明中所述的[2 2]环加成动态共价键,其选自如下结构中的至少一种:
[0357][0358]
其中,d1~d6各自独立地选自碳原子、氧原子、硫原子、硒原子、氮原子、硅原子,优选自碳原子,d1、 d2中至少一个选自碳原子或氧原子或氮原子或硅原子;a1~a6分别表示与d1~d6相连的连接个数;当d1~d6各自独立地选自氧原子、硫原子、硒原子时,a1~a6=0;当d1~d6各自独立地选自氮原子时,a1~a6=1;当 d1~d6各自独立地选自碳原子、硅原子时,a1~a6=2;q1~q6各自独立地选自碳原子、氧原子;b1~b6分别表示与q1~q6相连的连接个数;当q1~q6各自独立地选自氧原子时,b1~b6=0;当q1~q6各自独立地选自碳原子时,b1~b6=2;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合。典型的[2 2]环加成动态共价键结构可举例如:
[0359][0360][0361]
在本发明的实施方式中,用于进行所述[2 2]环加成反应的不饱和双键,其可选自碳碳双键、碳氧双键、碳硫双键、碳氮双键、氮氮双键;用于形成所述[2 2]环加成动态共价键的不饱和叁键,其可选自碳碳叁键;其中,所述的不饱和双键、不饱和叁键,其优选与吸电效应基团或供电效应基团直接相连,所述的吸电效应基团,其包括但不限于羰基、醛基、硝基、酯基、磺酸基、酰氨基、砜基、三氟甲基、芳基、氰基、卤素原子、烯烃、炔烃及其组合;所述的供电效应基团,其包括但不限于羟基、对甲氧基苯基、硫醚基、氨基、仲胺基、叔胺基、甲基、乙基、异丙基、异丁基及其组合。
[0362]
在本发明的实施方式中,所述的[2 2]环加成动态共价键,其可以利用化合物原料中含有的不饱和碳碳双键、偶氮基、羰基、醛基、硫代羰基、亚胺基、累积二烯烃、烯酮基团自身之间,或其与不饱和碳碳叁键之间通过[2 2]环加成反应形成,也可以利用含有[2 2]环加成动态共价键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物;其中,含有不饱和碳碳双键的化合物原料优选乙烯、丙烯、丙烯醛、丙烯腈、丙烯酸酯、甲
基丙烯酸酯、丁烯二羧酸、肉桂醇、肉桂醛、肉桂酸、肉桂酰胺、香豆素、嘧啶、查尔酮、虎杖、α,β-不饱和硝基化合物、环辛烯、降冰片烯、顺丁烯二酸酐、对苯醌、丁炔二羧酸、偶氮二羧酸酯、双硫酯、马来酰亚胺、富勒烯及以上化合物的衍生物等;其中,对于含有[2 2]环加成动态共价键的化合物原料没有特别限制,优选含有[2 2]环加成动态共价键的多元醇、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔、羧酸、酯、酰胺及硫磺、巯基化合物,更优选含有[2 2]环加成动态共价键的多元醇、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔。
[0363]
本发明中,所述的[4 2]环加成动态共价键,其基于[4 2]环加成反应形成,在一定条件下可以被激活,并发生键的解离、键合以及交换反应,体现出动态可逆特性;其中,所述的[4 2]环加成反应指的是由双烯体基团提供4个π电子,由亲双烯体基团提供2个π电子,通过加成形成环状基团结构的反应。在本发明中所述的[4 2]环加成动态共价键,其选自如下结构中的至少一种:
[0364][0365]
其中,k1、k2、k5~k
10
各自独立地选自碳原子、氧原子、硫原子、氮原子、硅原子、硒原子,且在k1、 k2或k5、k6或k7、k8或k9、k
10
中至少有一个原子选自碳原子或氮原子或硅原子;c1~c
10
分别表示与k1~k
10
相连的连接个数;当k1、k2、k5~k
10
各自独立地选自氧原子、硫原子、硒原子时,c1、c2、c5~c
10
=0;当 k1、k2、k5~k
10
各自独立地选自氮原子时,c1、c2、c5~c
10
=1;当k1、k2、k5~k
10
各自独立地选自碳原子、硅原子时,c1、c2、c5~c
10
=2;k3、k4各自独立地选自氧原子、硫原子、氮原子;c3、c4分别表示与k3、 k4相连的连接个数;当k3、k4各自独立地选自氧原子、硫原子时,c3、c4=0;当k3、k4各自独立地选自氮原子时,c3、c4=1;i1、i2各自独立地选自氧原子、硫原子、仲胺基及其取代形式、酰胺基、酯基、二价小分子烃基,更优选自氧原子、亚甲基、1,2-二亚乙基、1,2-亚乙烯基、1,1
’-
乙烯基、仲胺基的取代形式、酰胺基、酯基;表示的环状基团结构为芳香族环或杂化芳香族环,其环状基团结构的成环原子各自独立地选自碳原子、氮原子或者其他杂原子,环状基团结构优选自6~50元环,更优选自6-12元环;各个成环原子上的氢原子可以被取代,或者不被取代,其中,当成环原子选自氮原子时,氮原子可以带有正电荷;所述的环状基团结构优选为苯环、萘环、蒽环及以上基团的被取代形式;n表示与环状基团结构的成环原子相连的连接个数;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合。典型的[4 2]环加成动态共价键结构可举例如:
[0366][0367]
其中,[4 2]环加成动态共价键,其可以与光控锁定基元相连,形成光控da结构。所述的光控锁定基元可在特定的光照条件下与动态共价键和/或光控锁定基元反应,改变动态共价键结构,从而达到锁定/解锁定da反应的目的;其中,当动态共价键被锁定时,其无法或更难进行da平衡反应,而当动态共价键解锁定时,其能够进行da平衡反应,实现动态特性。
[0368]
在本发明中,所述的光控锁定基元,其含有如下结构单元:
[0369][0370]
其中,表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅
限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合;
[0371]
与光控锁定基元相连的具有光控功能的[4 2]环加成动态共价键,其优选自以下通式结构中的至少一类:
[0372][0373]
其中,k1、k2、k3、k4、k5、k6各自独立地选自碳原子、氧原子、硫原子、氮原子,且在k1、k2,或k3、 k4,或k5、k6中至少有一个选自碳原子;a1、a2、a3、a4、a5、a6分别表示与k1、k2、k3、k4、k5、k6相连的连接个数;当k1、k2、k3、k4、k5、k6各自独立地选自氧原子、硫原子时,a1、a2、a3、a4、a5、a6=0;当k1、k2、k3、k4、k5、k6各自独立地选自氮原子时,a1、a2、a3、a4、a5、a6=1;当k1、k2、k3、k4、 k5、k6各自独立地选自碳原子时,a1、a2、a3、a4、a5、a6=2;i1、i2、i3各自独立地不存在,或各自独立地选自氧原子、1,1'-羰基、亚甲基及其取代形式、1,2-亚乙基及其取代形式、1,1
’-
乙烯基及其取代形式;当i1、 i2、i3各自独立地不存在时,b=2;当i1、i2、i3各自独立地选自氧原子、1,1'-羰基、亚甲基及其取代形式、 1,2-亚乙基及其取代形式、1,1
’-
乙烯基及其取代形式时,b=1;m选自氧原子、氮原子、二价烷氧基链 (n=2、3、4),优选氧原子、氮原子;c表示与m相连的连接个数;当m选自氧原子、二价烷氧基链时,c=0;当m选自氮原子时,c=1;c1、c2、c3、c4、c5、c6表示不同位置的碳原子;同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环,其中,优选在k1与k2之间,k3与k4之间,k5与k6之间,c1与c2之间,c3与c4之间,c5与c6之间成环;所成的环可以为任意元数的环,优选五元环和六元环,其可以为脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合,成环原子各自独立地选自碳原子、氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、硒原子或其他杂原子,成环原子上的氢原子可以被任一取代基取代,也可以不被取代;其中,k1与k2之间,k3与k4之间,k5与k6之间所成的环优选以下结构:
[0374][0375]
c1与c2之间,c3与c4之间所成的环优选以下结构:
[0376][0377]
c5与c6之间所成的环优选以下结构:
[0378][0379]
在本发明的实施方式中,用于进行所述[4 2]环加成反应的双烯体基团,其可为任意合适的含有共轭二烯烃及其衍生物的基团,合适的共轭二烯烃及其衍生物举例如丁二烯、戊二烯、己二烯、环戊二烯、环己二烯、四嗪、苯、蒽、呋喃、富烯、石墨烯及其衍生物等;用于形成所述[4 2]环加成动态共价键的亲双烯体基团,其含有任意合适的不饱和双键或不饱和叁键,例如碳碳双键、碳碳叁键、碳氧双键、碳硫双键、碳氮双键、氮氮双键等;其中,所述的双烯体基团、亲双烯体基团中的不饱和双键或不饱和叁键,其优选与吸电效应基团或供电效应基团直接相连,所述的吸电效应基团,其包括但不限于羰基、醛基、硝基、酯基、磺酸基、酰氨基、砜基、三氟甲基、芳基、氰基、卤素原子、烯烃、炔烃及其组合;所述的供电效应基团,其包括但不限于羟基、对甲氧基苯基、硫醚基、氨基、仲胺基、叔胺基、甲基、乙基、异丙基、异丁基及其组合。
[0380]
在本发明的实施方式中,所述的[4 2]环加成动态共价键,其可以利用含有双烯体基团的化合物原料与含有亲双烯体基团的化合物原料之间通过[4 2]环加成反应形成,也可以利用含有[4 2]环加成动态共价键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。其中,含有双烯体基团的化合物原料,其可选自丁二烯、戊二烯、己二烯、环戊二烯、环己二烯、四嗪、苯、蒽、呋喃、富烯、石墨烯及以上化合物的衍生物等;其中,含有亲双烯体基团的化合物原料,其可选自乙烯、丙烯、丙烯醛、丙烯腈、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丁烯二羧酸、肉桂醇、肉桂醛、肉桂酸、肉桂酰胺、香豆素、嘧啶、查尔酮、虎杖、α,β-不饱和硝基化合物、环辛烯、降冰片烯、顺丁烯二酸酐、对苯醌、丁炔二羧酸、偶氮二羧酸酯、双硫酯、马来酰亚胺、富勒烯及以上化合物的衍生物等;其中,对于含有[4 2]环加成动态共价键的化合物原料没有特别限制,优选含有[4 2]环加成动态共价键的多元醇、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔、羧酸、酯、酰胺及硫磺、巯基化合物,更优选含有[4 2]环加成动态共价键的多元醇、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔。
[0381]
本发明中,所述的[4 4]环加成动态共价键,其基于[4 4]环加成反应形成,在一定条件下可以被激活,并发生键的解离、键合以及交换反应,体现出动态可逆特性;其中,所述的[4 4]环加成反应指的是由两个共轭双烯基团各提供4个π电子,通过加成形成环状基团结构的反应。在本发明中所述的[4 4]环加成动态共价键,其选自如下结构:
[0382][0383]
其中,表示的环状基团结构为芳香族环或杂化芳香族环,其环状基团结构的成环原子各自独立地选自碳原子、氮原子或者其他杂原子,环状基团结构优选自6~50元环,更优选自6-12元环;各个成环原子上的氢原子可以被取代,或者不被取代,其中,当成环原子选自氮原子时,氮原子可以带有正电荷;所述的环状基团结构优选为苯环、萘环、蒽环、氮杂苯、氮杂萘、氮杂蒽及以上基团的被取代形式;i6~i
14
各自独立地选自氧原子、硫原子、酰胺基、酯基、亚胺基、二价小分子烃基,更优选自氧原子、亚甲基、1,2-二亚乙基、1,2-亚乙烯
基、酰胺基、酯基、亚胺基;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、醚环、缩合环及其组合。典型的[4 4]环加成动态共价键结构可举例如:
[0384][0385][0386]
在本发明的实施方式中,用于进行所述[4 4]环加成反应的共轭双烯基团,其可为任意合适的含有共轭二烯烃及其衍生物的基团,举例如苯、蒽、萘、呋喃、环戊二烯、环己二烯、吡喃酮、吡啶酮及其衍生物等。
[0387]
在本发明的实施方式中,所述的[4 4]环加成动态共价键,其可以利用含有共轭双烯基团的化合物原料之间通过[4 4]环加成反应形成,也可以利用含有[4 4]环加成动态共价键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。
[0388]
在本发明实施方式中,所述用于激活[2 2]环加成动态共价键、[4 2]环加成动态共价键、[4 4]环加成动态共价键动态可逆性的“一定条件”,其包括但不仅限于温度调节、加入催化剂、光照、辐射、微波等作用方式。例如,通过在较高温度下对[2 2]环加成动态共价键进行加热,可以使其发生解离,再在较低温度条件下进行加热使其重新形成[2 2]环加成动态共价键;呋喃和马来酰亚胺在室温或者加热条件下能够进行[4 2]环加成反应形成动态共价键,而形成的动态共价键又能在高于110℃条件下解离,再通过降温又能使其重新
形成动态共价键。再例如,[2 2]环加成动态共价键可在长波长光照射条件下进行[2 2]环加成反应形成动态共价键,再在短波长光照射条件下发生动态共价键的解离,重新得到不饱和碳碳双键;例如肉桂酰类不饱和碳碳双键可在λ大于280nm的紫外光照射条件下进行[2 2]环加成反应形成动态共价键,在λ小于280nm的紫外光照射条件下进行键的解离,重新得到肉桂酰类不饱和碳碳双键;香豆素类不饱和碳碳双键可以在λ大于319nm的紫外光照射条件下进行[2 2]环加成反应形成动态共价键,在λ小于319nm的紫外光照射条件下进行键的解离,重新得到香豆素类不饱和碳碳双键。再例如,蒽与马来酸酐可以在λ=250 nm的紫外光照射条件下进行[4 2]环加成反应形成动态共价键。再例如,蒽可以在λ=365nm的紫外光照射条件下进行[4 4]环加成反应形成动态共价键,再在λ小于300nm的紫外光照射条件下进行键的解离。此外,还可以在催化剂催化条件下进行[2 2]、[4 2]、[4 4]环加成反应形成动态共价键,其中,所述催化剂包括但不仅限于路易斯酸、路易斯碱、金属催化剂;所述的路易斯酸,其包括但不仅限于金属氯化物、金属碘化物、三氟甲磺酸盐、烷基金属化合物、硼烷、三氟化硼及其衍生物、二氟化芳基硼、三氟烷基磺酸钪等,优选四氯化钛、三氯化铝、三溴化铝、乙基二氯化铝、三溴化铁、三氯化铁、四氯化锡、甲硼烷、三氟化硼、三氟化硼乙醚络合物、三氟甲烷磺酸钪;所述路易斯碱,其包括但不仅限于1,5,7-三氮杂二环[4.4.0] 癸-5-烯(tbd)、氮杂环卡宾(nhc)、奎尼丁、奎宁等;所述的金属催化剂,其包括但不仅限于基于铁、钴、钯、钌、镍、铜、银、金、钼的催化剂,本发明中用于催化[2 2]、[4 2]、[4 4]环加成反应的金属催化剂实例包括但不限于以下所举:
[0389][0390]
本发明中,所述的巯基-迈克尔加成动态共价键,其在一定条件下可以被激活,并发生键的解离、键合以及交换反应,体现出动态可逆特性;在本发明中所述的巯基-迈克尔加成动态共价键,其选自如下结构中的至少一种:
[0391][0392]
其中,x选自酮基、酯基、酰胺基、硫代羰基、砜基;y为吸电效应基团,其包括但不限于醛基、羧基、硝基、磷酸基、磺酸基、酰氨基、砜基、三氟甲基、氰基、卤素原子及其组合;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接,其中,同一个碳原子上的不同可以连接成环,不同碳原子上的也可以连接成环,碳原子与x上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合。典型的巯基-迈克尔加成动态共价键结构可举例如:
[0393][0394][0395]
在本发明实施方式中,所述用于激活巯基-迈克尔加成动态共价键动态可逆性的“一定条件”,其包括但不仅限于温度调节、加入催化剂、调节ph等作用方式。例如,解离的巯
基-迈克尔加成动态共价键可以通过加热重新生成所述的动态共价键或者进行动态共价键的交换,使得聚合物可以获得自修复性和再加工性。再例如,对于巯基-迈克尔加成动态共价键,可选用中性或弱碱性的溶液使其产生解离,从而处于动态可逆平衡。再例如,催化剂的存在能够促进动态共价键的形成及交换,所述的巯基-迈克尔加成反应催化剂包括但不限于路易斯酸、有机磷化物、有机碱类催化剂、亲核性催化剂、离子液体催化剂等;所述的路易斯酸,其包括但不仅限于金属氯化物、金属碘化物、三氟甲磺酸盐、烷基金属化合物、硼烷、三氟化硼及其衍生物、二氟化芳基硼、三氟烷基磺酸钪等;所述的有机磷化物,其包括但不仅限于磷酸钾、三正丙基膦、二甲基苯基膦、甲基二苯基膦、三苯基膦;有机碱类催化剂,其包括但不仅限于乙二胺、三乙醇胺、三乙胺、吡啶、二异丙基乙基胺等;所述的亲核类催化剂,其包括但不仅限于4-二甲氨基吡啶、四丁基溴化铵、四甲基胍、1,5-二氮杂双环[4,3,0]壬-5-烯、1,8-二氮杂双环[5,4,0]-十一碳-7-烯、1,5,7-三氮杂双环[4,4,0] 癸-5-烯、1,4-二氮杂双环[2,2,2]辛烷、咪唑、1-甲基咪唑;所述的离子液体催化剂,其包括但不仅限于1
-ꢀ
丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-(4-磺酸基)丁基吡啶、1-丁基-3-甲基咪唑啉四氢硼酸、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐等。
[0396]
在本发明的实施方式中,所述的巯基-迈克尔加成动态共价键,其可以利用化合物原料中含有的巯基与共轭烯烃或共轭炔烃通过巯基-迈克尔加成反应形成,也可以利用含有巯基-迈克尔加成动态共价键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。其中,含有共轭烯烃或共轭炔烃的化合物原料,其可选自丙烯醛、丙烯酸、丙烯酸酯、丙炔酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈、丁烯酸酯、丁烯二酸酯、丁炔二酸酯、衣康酸、肉桂酸酯、乙烯砜、顺丁烯二酸酐、马来酰亚胺及以上化合物的衍生物等;其中,对于含有巯基-迈克尔加成动态共价键的化合物原料没有特别限制,优选含有巯基-迈克尔加成动态共价键的多元醇、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔、羧酸、酯、酰胺,更优选含有巯基-迈克尔加成动态共价键的多元醇、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔。
[0397]
本发明中,所述的胺烯-迈克尔加成动态共价键,其在一定条件下可以被激活,并发生键的解离、键合以及交换反应,体现出动态可逆特性;在本发明中所述的胺烯-迈克尔加成动态共价键,其选自如下结构:
[0398][0399]
其中,表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。
[0400]
在本发明实施方式中,所述用于激活胺烯-迈克尔加成动态共价键动态可逆性的“一定条件”,其包括但不仅限于温度调节、调节ph等作用方式。例如,对于胺烯-迈克尔加成动态共价键,可选用弱酸性(ph≤5.3) 的溶液使其产生解离,从而处于动态可逆平衡。再例如,解离的胺烯-迈克尔加成动态共价键可以通过在 50-100℃条件下进行加热重新生成所述的动态共价键或者进行动态共价键的交换,使得聚合物可以获得自修复性和再加工性。
[0401]
在本发明的实施方式中,所述的胺烯-迈克尔加成动态共价键,其可以以对苯二甲醛、丙二酸、丙二酸二酯为原料制备中间产物,再将其与氨基化合物通过胺烯-迈克尔加成反应形成。
[0402]
本发明中,所述的基于三唑啉二酮-吲哚的动态共价键,其在一定条件下可以被激
活,并发生键的解离、键合以及交换反应,体现出动态可逆特性;在本发明中所述的基于三唑啉二酮-吲哚的动态共价键,其选自如下结构:
[0403][0404]
其中,表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。
[0405]
在本发明实施方式中,所述用于激活基于三唑啉二酮-吲哚的动态共价键动态可逆性的“一定条件”,其包括但不仅限于温度调节、加压、加入催化剂等作用方式。例如,吲哚和二唑啉二酮可以在0℃条件下生成基于三唑啉二酮-吲哚的动态共价键,再通过加热实现键的解离,再通过降温重新生成所述的动态共价键或者进行动态共价键的交换,使得聚合物可以获得自修复性和再加工性。再例如,对于基于三唑啉二酮
ꢀ-
吲哚的动态共价键,可选用中性或弱碱性的溶液使其产生解离,从而处于动态可逆平衡。再例如,催化剂的存在能够促进动态共价键的形成及交换,所述的加成反应催化剂可选自路易斯酸;所述的路易斯酸,其包括但不仅限于金属氯化物、金属碘化物、三氟甲磺酸盐、烷基金属化合物、硼烷、三氟化硼及其衍生物、二氟化芳基硼、三氟烷基磺酸钪等。
[0406]
在本发明的实施方式中,所述的基于三唑啉二酮-吲哚的动态共价键,其可以利用化合物原料中含有的二唑啉二酮基团及其衍生物与吲哚及其衍生物通过阿尔德-烯烃加成反应形成。其中,吲哚及其衍生物原料,其可选自吲哚-3-丙酸、吲哚-3-丁酸、吲哚-4-羧酸、吲哚-5-羧酸、吲哚-6-羧酸、4-(氨基甲基)吲哚、5-(氨基甲基)吲哚、3-(2-羟乙基)吲哚、吲哚-4-甲醇、吲哚-5-甲醇、3-巯基吲哚、3-乙炔吲哚、5-氨基-2苯基吲哚、2-苯基-1h-吲哚-6胺、2-苯基-1h-吲哚-3-乙醛、(2-苯基-1h-吲哚-3-烷基)羧酸、6-氨基-2-苯基-1h-吲哚
ꢀ-
3-甲酸乙酯、2-(2-氨苯基)吲哚、2-苯基吲哚-3-乙腈、二盐酸-4,6-二脒基-2-苯基吲哚等。
[0407]
本发明中,所述的基于双氮杂卡宾的动态共价键,其在一定条件下可以被激活,并发生键的解离、键合以及交换反应,体现出动态可逆特性;在本发明中所述的基于双氮杂卡宾的动态共价键,其选自如下结构中的至少一种:
[0408][0409]
其中,表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;其中,不同碳原子上的可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合。典型的基于双氮杂卡宾的动态共价键结构可举例如:
[0410][0410]
其中,me代表甲基,et代表乙基,nbu代表正丁基,ph代表苯基,mes代表三甲基苯基。
[0411]
在本发明实施方式中,所述用于激活基于双氮杂卡宾的动态共价键动态可逆性的“一定条件”,其包括但不仅限于温度调节、添加溶剂等作用方式。例如,可以通过在高于90℃的温度条件下加热基于双氮杂卡宾的动态共价键使得其解离为双氮杂卡宾结构,再通过降温重新生成所述的动态共价键或者进行动态共价键的交换,使得聚合物可以获得自修复性和再加工性。
[0412]
在本发明的实施方式中,所述的基于双氮杂卡宾的动态共价键,其可以利用化合物原料中含有的双氮杂卡宾基团自身或其与硫氰基反应形成。
[0413]
本发明中,所述的基于苯甲酰基的动态共价键,其在一定条件下可以被激活,发生断裂形成自由基,且所述自由基可以通过可逆偶合或交换,重新形成所述的动态共价键,体现出动态可逆特性。在本发明中所述的基于苯甲酰基的动态共价键,其选自如下结构中的至少一种:
[0414][0415]
其中,z各自独立选自锗原子或锡原子;w各自独立选自氧原子或硫原子,优选自氧原子;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。典型的基于苯甲酰基的动态共价键结构可举例如:
[0416]
在本发明实施方式中,所述用于激活基于苯甲酰基的动态共价键动态可逆性的“一定条件”,其包括但不仅限于温度调节、光照、辐射、微波等作用方式。例如,通过加热可以使得所述的动态共价键断裂形成自由基,从而发生动态共价键的解离及交换反应,降温后动态共价键重新形成而稳定下来,使得聚合物可以获得自修复性和再加工性。光照也可以使得所述的动态共价键断裂形成自由基,从而发生动态共价键的解离及交换反应,去除光照后动态共价键重新形成,使得聚合物可以获得自修复性和再加工性。辐射、微波可以在体系中产生自由基与动态共价键作用从而获得自修复性和再加工性。
[0417]
本发明中,所述的六氢三嗪类动态共价键,其在一定条件下可以被激活,并发生键的解离、键合以及交换反应,体现出动态可逆特性;其中,所述用于激活六氢三嗪类动态共价键动态可逆性的“一定条件”,指的是合适的ph条件、加热条件等。在本发明中所述的六氢三嗪类动态共价键,其选自如下结构中的至少一种:
[0418][0419]
其中,表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。典型的六氢三嗪类动态共价键结构可举例如:
[0420]
[0421][0422]
在本发明的实施方式中,所述的用于进行六氢三嗪类动态共价键动态可逆反应的合适的ph条件,其指的是将动态聚合物溶胀于一定ph值的溶液中,或者用一定ph值的溶液润湿其表面,使得动态聚合物中的六氢三嗪类动态共价键体现出动态可逆性。例如,六氢三嗪类动态共价键可以在ph<2的条件下进行解离,再在中性ph条件下重新形成动态共价键,使得聚合物可以获得自修复性和再加工性。其中,用于调节ph的酸碱试剂可选自:(1)无机酸、有机酸及其酸式盐类催化剂。无机酸可以举例如,硫酸、盐酸和磷酸等;有机酸可以举例如,甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸等;盐类可以举例如,硫酸盐、硫酸氢盐、磷酸氢盐等。(2)ia族碱金属及其化合物,可以举例如,锂、氧化锂、乙酰丙酮化锂、甲醇钠、乙醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸艳、叔丁醇钾等。(3)iia族碱金属及其化合物,可以举例如,钙、氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、氧化镁、氢氧化镁、乙醇镁等。(4)铝金属及其化合物,可以举例如,铝粉、氧化铝、铝酸钠、含水的氧化铝和氢氧化钠的复合物、烷氧基铝类化合物等。(5)有机化合物,可以举例如,氯化铵、三乙胺、三乙胺盐酸盐、吡啶、羟胺、盐酸羟胺、硫酸羟胺、n-甲基羟胺盐酸盐、苄胺盐酸盐、邻苄基羟胺、邻苄基羟胺盐酸盐、丁醛肟、苯甲醛肟、一水合肼、n,n'-二苯基硫脲、三氟甲基磺酸钪(sc(otf)3)等。(6)二价铜化合物,可以举例如,醋酸铜等。(7)三价铁化合物,可以举例如,三氯化铁水溶液、硫酸铁水合物、硝酸铁水合物等。其中,优选硫酸、盐酸、磷酸、氢氧化钠、氢氧化钙、三乙胺、吡啶、醋酸铜、叔丁醇钾。
[0423]
在本发明的实施方式中,所述的六氢三嗪类动态共价键,其可以利用化合物原料中含有的氨基与醛基在低温条件下(如50℃)通过缩聚反应形成(i)型的六氢三嗪类动态共价键,再通过在高温条件下(如 200℃)加热形成(ii)型的六氢三嗪类动态共价键;也可以利用含有六氢三嗪类动态共价键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入聚合物。其中,对于含有六氢三嗪类动态共价键的化合物原料没有特别限制,优选含有六氢三嗪类动态共价键的多元醇、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔、羧酸、酯、酰胺,更优选含有六氢三嗪类动态共价键的多元醇、异氰酸酯、环氧化合物、烯、炔。
[0424]
在本发明中,所述的动态可交换型三烷基锍键,其在加热条件下可以被激活,并发生烷基交换反应,体现出动态可逆特性;其中,所述的“烷基交换反应”是指在别处形成新的三烷基锍键并伴随着旧的三烷基锍键的解离,从而产生链的交换和聚合物拓扑结构的变化。在本发明中,所述的烷基交换反应优选在 130-160℃加热条件下进行。在本发明中所述的动态可交换型三烷基锍键,其选自如下结构:
[0425][0426]
其中,x

选自磺酸盐,优选苯磺酸盐,更优选对溴苯磺酸盐;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。
[0427]
在本发明的实施方式中,所述的动态可交换型三烷基锍键,其可以利用化合物原料中含有的巯基与不饱和碳碳双键通过巯基-迈克尔加成反应形成,并加入磺酸盐作为烷基化试剂。
[0428]
本发明中,所述的动态酸酯键,其选自如下结构中的至少一种:
[0429][0430]
其中,x选自碳原子或硅原子;y选自钛原子、铝原子、铬原子、锡原子、锆原子、磷原子,优选钛原子、铝原子、磷原子;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;其中a表示与y 相连的连接个数;当y选自铝原子、铬原子、磷原子时,a=2;当y选自钛原子、锡原子、锆原子时,a=3;同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合。在本发明中,所述的动态酸酯键优选动态钛酸酯键、动态铝酸酯键,动态亚磷酸酯键。典型的动态酸酯键结构可举例如:
[0431][0432]
在本发明的实施方式中,所述的动态酸酯键,其可以通过化合物原料中含有的醇、硅醇基元与相应的酸或锂离子氢化物或氯化物反应形成,也可以利用含有动态酸酯键的化合物原料通过其所含有的反应性基团之间的聚合/交联反应引入。
[0433]
本发明中,所述的二酮烯胺动态共价键,其在一定条件下可以被激活,并发生键的解离、键合以及交换反应,体现出动态可逆特性;在本发明中所述的二酮烯胺动态共价键,其选自如下结构:
[0434][0435]
其中,表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。
[0436]
在本发明实施方式中,所述用于激活二酮烯胺动态共价键动态可逆性的“一定条件”,其包括但不仅限于加热、合适的酸性含水条件等,从而使得聚合物表现出良好的自修复性、循环利用可回收性、刺激响应性等。在本发明的实施方式中,所述的二酮烯胺动态共价键可以在强酸性水溶液中发生解离,在无水的中性条件下形成,具有良好的ph刺激响应性,因此可以通过酸性环境的调节获得动态可逆性。在本发明实施方式中,可以用于提供动态反应的酸包括但不限于高锰酸、盐酸(氢氯酸)、硫酸、硝酸、高氯酸、硒酸、氢溴酸、氢碘酸、氯酸等。本发明中所用的酸呈现的状态不受限制,可以是单纯的酸,酸的有机溶液,酸的水溶液,还可以是酸的蒸汽等形式。
[0437]
在本发明的实施方式中,所述的二酮烯胺动态共价键,其可以通过化合物原料中
含有的2-乙酰基-5,5
-ꢀ
二甲基-1,3-环己二酮和氨基化合物反应形成。
[0438]
本发明中聚合物中含有的无硼动态共价键,能够在特定条件下保持稳定,起到提供平衡结构和力学强度的目的,又能够在另外的特定条件下体现出动态可逆性,使得材料能够进行完全的自修复、回收利用以及塑性形变;同时,不同种类无硼动态共价键的存在,使得聚合物能够对热量、光照、压力、ph、氧化还原等外界刺激能够表现出不同的响应效果,通过选择性地控制外界条件,可以在适当的环境下促进或减缓动态可逆平衡,使动态聚合物处于所需的状态。
[0439]
为了使本发明中的无硼动态共价键达到动态可逆平衡,从而具有动态可逆性,体现出良好的动态可逆效果,通常需要通过温度调节、加入氧化还原剂、加入催化剂、光照、辐射、微波、等离子体作用、调节 ph等方式使其具有动态可逆性。其中,在本发明中可采用的温度调节方式,其包括但不限于水浴加热、油浴加热、电加热、微波加热及激光加热等。在本发明中所采用的光照类型不受限制,优选紫外光(uv)、红外光、可见光、激光、化学荧光,更优选紫外光、红外光、可见光。在本发明中所采用的辐射包括但不限于高能电离射线,如α射线、β射线、γ射线、x射线、电子束等。在本发明中所采用的等离子体作用指的是利用由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质进行催化作用。在本发明中所采用的微波,指的是频率为300mhz~300ghz的电磁波。
[0440]
本发明中,所述的超分子作用包括但不仅限于以下系列:在本发明中,所述的超分子作用,其包括但不限于金属-配体作用、离子作用、离子簇作用、离子-偶极作用、主体-客体作用、亲金属作用、偶极-偶极作用、卤键作用、路易斯酸碱对作用、阳离子-π作用、阴离子-π作用、苯-氟苯作用、π-π堆叠作用、离子氢键作用、自由基阳离子二聚作用、相分离、结晶作用、氢键作用。
[0441]
所述的超分子作用可以是在动态性胀流性聚合物的正常使用过程中不发生解离/断裂的弱动态超分子作用,其通常在材料工作温度且不施加外场作用等情况下不可以发生动态解离和生成相互转换的动态行为;也可以是在动态性胀流性聚合物的正常使用过程中具有动态性的强动态超分子作用,其通常在材料工作温度且不施加外场作用等情况下即可以发生动态解离和生成相互转换的动态行为;所述材料工作温度通常不高于60℃,优选不高于25℃。在本发明中,含有强动态超分子作用的聚合物中,由于超分子作用的交换速度快,不同位置的单体能够交换,从而使得可以更大限度地力活化力敏团,也更容易获得比较均匀活化的聚合物。在特定情况下,如高温、强竞争性物质、强机械力等作用下弱动态超分子作用也可发生解离/断裂。在本发明中,如非特别说明,超分子作用仅被视为超分子作用,而不被视为力敏基元/力敏团;当力敏团中也含有可形成超分子作用的基团/单元且该基团是构成该力敏团的特征基团之一时,如非特别说明,该基团/单元仅被视为力敏团的一部分而不被单独视为超分子基元;如非特别说明,视为力敏基元/力敏团的超分子作用仅作为所述的力敏基元/力敏团使用。
[0442]
超分子作用的非共价动态性指的是其解离和缔合/结合状态之间的转换速率,速率越快动态性越强。动态性越强的超分子作用越有利于更容易获得自修复性,因此优选力强度高且动态性强的超分子作用。在本发明中,当所述动态性胀流性聚合物存在多种力敏团时,不一定需要每种力敏团均得到力活化,这样的设计可以让某些特定的力敏团在材料破坏后也无法活化,例如某些力敏团的活化力高于超分子作用时,反而可以产生许多有益
效果,例如检验材料的强度、超分子作用的强度等。
[0443]
其中,在本发明中所述的金属-配体作用,其指的是由配体基团(以l表示)与金属中心(以m表示)所形成的配位键所建立的超分子作用。所述的配体基团,其选自环戊二烯,或者含有至少一个配位原子或离子 (以a表示)的结构单元。所述的金属中心,其可选自金属离子、金属螯合物的金属中心、金属有机化合物的金属中心、金属无机化合物中的金属中心。其中,一个配位原子或离子可以与一个或者多个金属中心形成一个或多个配位键,一个金属中心也可以与一个或者多个配位原子或离子形成一个或者多个配位键。一个配体基团与金属中心形成的配位键的数量称为配体基团的齿数。本发明的实施方式中,同一个体系中,一个金属中心能与一齿配体、二齿配体、三齿配体中的一种或多种配体形成金属-配体作用,不同的配体间还可能通过金属中心连接成环,本发明因此可以有效提供种类、数量和性能足够丰富的动态性金属-配体作用,下述通式所示结构为一些给出示例,但本发明不仅限于此:
[0444][0445]
其中,a是配位原子或离子,m是金属中心,每个配体基团与同一个金属中心所形成的一个a-m键为一齿,式中用单键把a连接起来表示该配位原子或离子属于同一个配体基团,当一个配体基团中含有两个或两个以上配位原子或离子时,a可以是相同的原子也可以是不同的原子,选自包括但不仅限于硼、氮、氧、硫、磷、硅、砷、硒、碲;优选硼、氮、氧、硫、磷;更优选氮、氧;最优选氮。需要说明的是,有时a 以负离子形式存在;是环戊二烯配体。在本发明中,优选一个配位原子或离子仅与一个金属中心形成一个配位键,因此配体基团中含有的配位原子或离子的数量即为配体基团的齿数。所述配体基团与金属中心形成的金属-配体作用(以m-l
x
表示,x表示与同一个金属中心相作用的配体基团的数量)的强弱与配体基团上的配位原子或离子的种类和数量、金属中心的种类以及价态和离子对等有关。
[0446]
本发明的实施方式中,当形成凝胶点以上的超分子作用交联时,为了能够形成基于金属-配体作用的交联,一个金属中心至少要能够与两个所述的配体基团形成金属-配体作用(即m-l2结构),也可以由多个配体与同一个金属中心形成金属-配体作用,其中两个或多个配体基团可以相同或不同。一个金属中心的配位数有限,配体基团的配位原子或离子越多,一个金属中心能够配位的配体数量越少,基于金属-配体作用的超分子交联度就越低;但每个配体与金属中心所形成的齿数越多配位作用越强,动态性就越低,因此本发明中优选不超过三齿的配体基团。
[0447]
在本发明的实施方式中,一条聚合物链或一个动态性胀流性聚合物体系中可以仅有一种配体,也可以同时存在多种配体的任意合适的组合。所述的一种配体,指的是一种核心配体结构,一个骨架配体、侧基配体、端基配体可以具有同一种核心配体结构,它们的不同之处在于核心配体结构接入聚合物链或小分子的的连接点和/或位置不同。合适的配体组合可以有效地制备具有特定性能的动态性胀流性聚合物,例如起到协同和/或正交的效果,提升材料的综合性能。合适的配体基团(核心配体结构)可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0448]
一齿配体基团举例如下:
[0449][0450]
二齿配体基团举例如下:
[0451][0452]
三齿配体基团举例如下:
[0453][0454]
四齿配体基团举例如下:
[0455][0456]
多齿配体举例如下:
[0457][0458]
在本发明的实施方式中,所述的金属中心m可以是任意合适的金属离子或化合物/螯合物等的金属中心,其可选自元素周期表中任意一种金属的任意合适的离子形式、化合物/螯合物形式及其组合。
[0459]
所涉及的金属优选为第一副族至第七副族以及第八族中的金属。所述的第一副族至第七副族以及第八族中的金属还包括镧系金属(即la、ce、pr、nd、pm、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu) 和锕系金属(即ac、th、pa、u、np、pu、am、cm、bk、cf、es、fm、md、no、lr)。
[0460]
所涉及的金属更优选为第一副族(cu、ag、au)金属、第二副族(zn、cd)金属、第八族(fe、ru、os、co、rh、ir、ni、pd、pt)金属、镧系(la、eu、tb、ho、tm、lu)金属、锕系(th)金属。进一步优选为cu、 zn、fe、co、ni、pd、ag、pt、au、la、ce、eu、tb、th,以获得更强的动态性。
[0461]
在本发明的实施方式中,所涉及的金属有机化合物并无限制,合适的例子可以举例如下:
[0462][0463]
其他能够提供金属中心的合适金属有机化合物包括但不限于金属-有机笼、金属-有机框架。此类金属有机化合物可以单独使用,或者通过合适的共价化学链接方式引入到聚合物链的合适位置。本领域的技术人员可以根据本发明的逻辑和脉络,合理有效地实现。
[0464]
在本发明的实施方式中,所涉及的金属无机化合物优选上述金属的氧化物、硫化物颗粒,特别是纳米颗粒。
[0465]
在本发明的实施方式中,可以提供合适金属中心的金属螯合物优选具有配位点空缺的螯合物,或者部分配体可以被本发明的所述骨架配体所取代的螯合物。
[0466]
在本发明的实施方式中,配体基团与金属中心的组合并无特别限制,只要配体能够与金属中心形成合适的金属-配体作用即可。一些合适的组合可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0467][0468]
其中,在本发明中所述的离子作用,其指的是在动态性胀流性聚合物结构中含有至少一对带正负电荷的离子基团,并由正离子基团和负离子基团间通过库仑力所形成的超分子作用。所述的正离子基团指的是一种带有正电荷的基团,作为例子可以举例如:优选所述的负离子基团指的是一种带有负电荷的基团,作为例子可以举例如:优选优选其中,负离子基团还可以存在于粘土矿物中,所述的粘土矿物包括但不仅限于高岭石、叶蛇纹石、叶蜡石、滑石、蒙
脱石、皂石、姪石、水云母、云母、绿泥石、坡缕石、海泡石。在特殊情况下,正离子基团和负离子基团可以处于同一个化合物结构中,如胆碱甘油磷酸盐、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱、左旋肉碱、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱等化合物。离子作用能够稳定地存在于聚合物中,而且可以通过改变离子基团的浓度和种类,对离子作用的强弱进行很好的控制。
[0469]
在本发明的实施方式中,正离子基团与负离子基团的组合并无特别限制,只要正离子基团能够与负离子基团形成合适的离子作用即可。一些合适的组合可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0470][0471]
其中,在本发明中所述的离子簇作用,是由十几个至几十个阴阳离子对聚集而成的。其中,所述的阴离子基团是一种比较容易失去质子的有机基团,所述的阳离子基团是一种比较容易接受质子的有机基团或比较容易失去电子的金属离子。作为例子,可引入聚合物的阴离子包括但不仅限于负氧离子、羧酸根、磺酸根、磷酸根、亚磷酸根等,与其可形成阴阳离子对的抗衡阳离子包括不仅限于碱金属离子、碱土金属离子、过渡金属离子、铵、吡啶鎓等;可引入聚合物的阳离子包括但不仅限于铵、吡啶鎓等,与其可形成阴阳离子对的抗衡阴离子包括不仅限于氟离子、氯离子、溴离子、碘离子、甲苯磺酸根等。离子簇作用具有湿敏性,而且抗衡离子不与聚合物直接相连,可通过改变抗衡离子的数量种类等调控离子簇作用的强弱。
[0472]
在本发明的实施方式中,当所述的离子簇作用存在时,所述阴阳离子对在该聚合物分子中的位置没有任何限制。
[0473]
在本发明的实施方式中,可形成离子簇作用的阴阳离子对并无特别限制,一些合适的阴阳离子对可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0474][0475]
其中,在本发明中所述的离子-偶极作用,其指的是当两种电负性不同的原子成键时,由于电负性较大原子的诱导作用使得电荷分布不均匀,导致电子的不对称分布,产生电偶极,该电偶极与带电荷的离子基团相互作用所形成的超分子作用。其中,所述的离子基团可以是任意合适的带电荷基团,举例如下,但本发明并不仅限于此:优选优选其中,所述的电偶极可以由任意合适的两种电负性不同的原子成键而产生,举例如下,但本发明并不仅限于此:c-n、c=n、c≡n、c=o、c-o、c-s、c=s、c-f、c-ci、c-br、c-i、h-o、h-s、h-n,优选c≡n、c=o、c-f、 h-o。离子-偶极作用在电化学的环境中可以稳定存在,作用力大小易于调控,作用力产生和解离的条件比较温和。
[0476]
在本发明的实施方式中,离子基团与电偶极的组合并无特别限制,只要离子基团能够与电偶极形成合适的离子-偶极作用即可。一些合适的组合可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0477][0478]
其中,在本发明中所述的主体-客体作用,其指的是任意合适的通过主体-客体作用所建立的超分子作用主体。其中,所述的主体(用h表示)是一类能够实现分子识别的带空穴的化合物(大分子或无机有机离子骨架);所述的客体(用g表示)是一类能够被主体识别而嵌入主体的空穴中的化合物(小分子或离子团)。一个主体分子可以识别键合多个客体分子,在本发明的实施方式中,优选一个主体分子至多与两个客体分子相识别作用。所述的主体分子包括但不仅限于醚(包括冠醚、穴醚、球醚、半球醚、荚状醚、套索醚、苯并冠醚、杂冠醚、杂穴醚、混合穴醚)、环糊精、环蕃、葫芦脲、杯芳烃、柱芳烃以及合适的无机有机离子骨架,优选冠醚、β-环糊精、葫芦[8]脲、杯[4]芳烃、柱[5]芳烃。所述的客体分子包括但不仅限于长链烷烃、环烷烃、杂环烷烃、芳烃、杂芳烃、稠环结构化合物、杂环结构化合物、单环结构化合物、多环结构化合物、螺环结构化合物、桥环结构化合物、合适的离子团,优选长链烷烃、杂环化合物、多环化合物、桥环化合物、合适的离子团。主体分子和客体分子可以在聚合物中稳定的存在,其形成的主客体作用强度适中,可以在较为温和的条件下相互作用或解离,使动态性胀流性聚合物的动态性在平常的条件下就得以实现。
[0479]
合适的主体分子可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0480][0481]
ni(pdc)(h2o)2骨架、zn3(ptc)2(h2o)8·
4h2o骨架;
[0482]
合适的客体分子可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0483][0484]
在本发明的实施方式中,主体分子与客体分子的组合并无特别限制,只要主体能够与客体形成合适的主体-客体作用即可。一些合适的组合可以举例如下,但本发明不仅限
于此:
[0485][0486]
其中,在本发明中所述的亲金属作用,其指的是当两个最外层电子结构为d
10
或d8的金属离子靠近至小于其范德华半径之和时所产生的相互作用力;其中,亲金属作用的两个金属离子可以相同也可以不同。所述的最外层电子结构为d
10
的金属离子包括但不仅限于cu

、ag

、au

、zn
2
、hg
2
、cd
2
,优选au

、cd
2
;所述的最外层电子结构为d8的金属离子包括但不仅限于co

、ir

、rh

、ni
2
、pt
2
、pb
2
,优选pt
2
、 pb
2
。亲金属作用可以在聚合物中稳定存在,作用强度适中,且具有一定的方向性,不具有明显的饱和性,能聚集形成多核配合物,受外界环境的影响较小,可以使所制备聚合物的动态性更充足。
[0487]
在本发明的实施方式中,形成亲金属作用的组合并无特别限制,只要金属离子之间形成合适的亲金属作用即可。一些合适的组合可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0488]
cu—cu、ag—ag、au—au、zn—zn、hg—hg、cd—cd、co—co、ir—ir、rh—rh、ni—ni、pt—pt、 pb—pb、cu—ag、cu—au、ag—au、cu—zn、cu—co、cu—pt、zn—co、zn—pt、co—pt、co—rh、 ni—pb。
[0489]
其中,在本发明中所述的偶极-偶极作用,其指的是当两种电负性不同的原子成键时,由于电负性较大原子的诱导作用使得电荷分布不均匀,导致电子的不对称分布,产生电偶极,两个电偶极之间所产生的相互作用。其中,所述的电偶极可以由任意合适的两种电负性不同的原子成键而产生,举例如下,但本发明并不仅限于此:c-n、c=n、c=n、c=o、c-o、c-s、c=s、c-f、c-cl、c-br、c-l、h-o、h-s、h-n,优选c≡n、c=o、c-f、 h-o,更优选c≡n。偶极-偶极作用可以能够稳定的存在于聚合物中,易于调控,作用基团的配对可以产生微结构域,使相互作用更稳定;温度较高时,偶极-偶极作用会减弱甚至消失,因此含有偶极-偶极作用的聚合物可以根据温度的差异而体现出动态性的差异。
[0490]
在本发明的实施方式中,电偶极之间的组合并无特别限制,只要电偶极间能形成合适的偶极-偶极作用即可。一些合适的组合可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0491][0492]
其中,在本发明中所述的卤键作用,其指的是由卤素原子与中性的或者带负电的路易斯碱之间形成的非共价相互作用,其本质是卤素原子的σ反键轨道与具有孤电子对的原子或π电子体系之间的相互作用。卤键相互作用可以用—x
···
y—表示,其中,x可选自cl、br、i,优选br、i;y可选自f、cl、br、i、n、 o、s、π键,优选br、i、n、o。卤键具有方向性,倾向于线性的几何特征;随着卤素原子序数的增加,其可结合的电子供体数目也会增多,形成的卤键强度也就越高。基于卤键作用,可以设计出有序性、自修复性的动态性胀流性聚合物。
[0493]
在本发明的实施方式中,卤键作用的形成原子组合并无限制,只要能在动态性胀流性聚合物中形成稳定的卤键作用即可。一些合适的组合可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0494]
—cl
···
cl—、—cl
···
f—、—cl
···
br—、—cl
···
i—、—cl
···
n—、—cl
···
o—、—cl
···
s—、—cl
···
π—、—br
···
br—、—br
···
f—、—br
···
i—、—br
···
n—、—br
···
o—、—br
···
s—、—br
···
π—、—i
···
i—、—i
···
f—、—i
···
n—、—i
···
o—、—i
···
s—、—i
···
π—。
[0495]
其中,在本发明中所述的路易斯酸碱对作用,其指的是由路易斯酸和路易斯碱之间所形成的非共价相互作用。其中,所述的路易斯酸,其指的是能够接受电子对的一类物质(包括分子、离子或原子团),其可选自正离子基团(如烷基正离子、硝基正离子、季铵正离子、咪唑正离子等)、金属离子(如钠离子、钾离子、钙离子、镁离子等)、缺电子化合物(如三氟化硼、有机硼烷、氯化铝、氯化铁、三氧化硫、二氯卡宾、三氟甲磺酸盐等),所述的路易斯酸优选烷基正离子、季铵正离子、咪唑正离子、有机硼烷,更优选为有机硼烷;所述的路易斯碱,其指的是能够给出电子对的一类物质(包括分子、离子或原子团),其可选自负离子基团(如卤离子、氧离子、硫离子、氢氧根离子、碳酸根离子、硝酸根离子、硫酸根离子、磷酸根离子、烷氧基离子、烯烃、芳香化合物等)、带有孤电子对的化合物(如氨、胺、亚胺、偶氮化合物、亚硝基化合物、氰、异氰酸酯、醇、醚、硫醇、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、一氧化二氮、二氧化硫、有机磷烷、卡宾等),所述的路易斯碱优选烷氧基离子、烯烃、芳香化合物、胺、偶氮化合物、亚硝基化合物、异氰酸酯、二氧化碳、有机磷烷,更优选为胺、偶氮化合物、亚硝基化合物、有机磷烷。其中,所述的路易斯酸碱对作用优选“受阻路易斯酸碱对作用”,所述的“受阻路易斯酸碱对作用”,其指的是路易斯酸碱对作用中的路易斯酸、路易斯碱中的至少一个需与“具有位阻效应的大基团”相连;所述的“具有位阻效应的大基团”,可以削弱路易斯酸与路易斯碱之间配位键的强度,从而使得路易斯酸碱对体现出强动态性超分子的性质,其选自c
3-20
烷基、环c
3-20
烷基、苯基、苄基、芳烃基及以上基团的不饱和形式、被取代形式、被杂化形式及其组合,更优选自异丙基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、苯基、三甲基苯基、氟代苯基、苄基、甲基苄基,最优选自叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、环戊基、环己基、苯基、三甲基苯基、氟代苯基、苄基、甲基苄基。其中,偶氮类化合物优选自偶氮甲烷、偶氮叔丁烷、n-甲基偶氮甲胺、n-甲基偶氮乙胺、n-乙基偶氮乙胺、偶氮二乙酸、偶氮苯、偶氮二苯胺、二氯偶氮苯、偶氮二异丁腈、偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸二甲酯、偶氮二甲酸二乙酯、偶氮二甲酸二异丙酯、偶氮二甲酸二叔丁酯;亚硝基化合物优选自亚硝基甲烷、亚硝基叔丁烷、n-亚硝基乙醇胺、亚硝基苯、亚硝基甲苯、亚硝基氯苯、亚硝基萘、n-亚硝基脲。所述的路易斯酸碱对作用,其具有良好的动态可逆性,能够在略微加热或在有机溶剂存在条件下进行快速地解离,从而实现自修复或者重新塑形。
[0496]
在本发明的实施方式中,路易斯酸碱对作用的形成组合并无限制,只要能在动态性胀流性聚合物中形成稳定的路易斯酸碱对作用即可。一些合适的组合可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0497][0498]
其中,在本发明中所述的阳离子-π作用,其指的是由阳离子基团与芳香π体系之间所形成的非共价相互作用。阳离子-π作用主要有三大类,第一组是简单无机阳离子或离子团(如na

、k

、mg
2
、nh
4
、ca
2
) 和芳香π体系之间的作用;第二组是有机阳离子(如季铵阳离子)和芳香π体系之间的作用;第三类是偶极键中带正电荷的原子(如n-h键中的h原子)和芳香π体系之间的作用。阳离子-π作用的种类丰富,强度适中,能够稳定地存在于各种环境中,基于阳离子-π作用能够制备出性能丰富的动态性胀流性聚合物。
[0499]
在本发明的实施方式中,阳离子-π作用的种类并没有特别限制,只要能只要能在动态性胀流性聚合物中形成稳定的阳离子-π作用即可。一些合适的阳离子基团可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0500]
na

、k

、li

、mg
2
、ca
2
、be
2
、h-o、h-s、h-n。
[0501]
其中,在本发明中所述的阴离子-π作用,其指的是由阴离子基团与缺电子芳香π体系之间形成的非共价相互作用。所述的阴离子基团可以是简单的无机非金属离子或离子团(如cl-、br-、i-、oh-);也可以是有机阴离子基团(如苯磺酸基);还可以是偶极键中带负电荷的原子(如c-cl键中的氯原子)。所述缺电子芳香π体系是指由于成环原子电负性的不同,环的π电子云密度分布并不均匀,π电子主要向电负性高原子方向偏移,从而导致芳香环的π电子云分布密度下降,如吡啶、氟苯等。阴离子-π作用具有可逆性和可控识别性,能够用其构建出具有特殊性能的动态性胀流性聚合物。
[0502]
在本发明的实施方式中,阴离子-π作用的种类并没有特别限制,只要能只要能在动态性胀流性聚合物中形成稳定的阴离子-π作用即可。一些合适的阴离子基团可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0503]
cl-、br-、i-、oh-、scn-;
[0504]
一些合适的缺电子芳香π体系可以举例如下,但本发明不仅限于此:吡啶、哒嗪、氟苯、硝基苯、四氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪、苯三酰亚胺。
[0505]
其中,在本发明中所述的苯-氟苯作用,其指的是由芳烃与多氟代芳烃之间通过色散力和四极矩作用共同组成的非共价相互作用。由于氟原子的电离势很高且原子极化率和原子半径都较小,多氟代芳烃中四周的氟原子因电负性大而带负电荷,中心碳环骨架电负
性较小而带有正电荷。因为碳原子的电负性大于氢原子,所以芳烃的电四极矩方向与多氟代芳烃的电四极矩方向相反,且由于氟原子的体积很小,多氟代芳烃和芳烃的体积相近,所以芳烃与多氟代芳烃以交替的面对面方式堆积作用,形成柱状堆积结构,且这种堆积方式基本不受引入官能团的影响。利用苯-氟苯作用的可逆性和堆积作用,可以制备出具有特殊功能的动态性胀流性聚合物。
[0506]
在本发明的实施方式中,苯-氟苯作用的种类并没有限制,只要能在动态性胀流性聚合物中形成稳定的苯-氟苯作用即可。一些合适的苯-氟苯作用可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0507][0508]
其中,在本发明中所述的π-π堆叠作用,其指的是动态性胀流性聚合物中含有能够提供π键电子云的芳香π体系,通过π键电子云的相互交叠所形成的π-π堆叠作用。π-π堆叠的作用方式有三种,包括面面堆积、偏移堆积和边面堆积。其中,面面堆积指的是相互作用的环面彼此平行,且平行环面中心的距离与环面之间的距离几乎相等,这种堆积方式的π-π作用是静电互斥的,比较不稳定,但是当环面上连接的取代基吸电子性较强时,面面堆积的π-π作用变得比较明显;偏移堆积指的是作用环面相互平行,但环中心有一定偏移,即环中心的距离大于环面间距离,这种堆积方式缓解了两个环面之间的互斥作用,相应增加了σ-π的吸引力,是比较常见的堆积方式;除了面面堆积和偏移堆积以外的堆积方式称为边面堆积,这种堆积方式能量最小,分子间斥力最小,常见于范德华表面较小的环共轭分子之间或有柔性连接子的环共轭分子之间。
[0509]
能够提供π键电子云的芳香π体系,包括但不限于大部分的稠环化合物及一些存在π-π共轭的杂环化合物,合适的芳香π体系可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0510][0511]
优选
[0512]
π-π堆叠作用形成方式简单,可以稳定存在于聚合物中,受外界环境的影响较小,可以方便地通过改变共轭化合物和含量对其进行调控。
[0513]
在本发明的实施方式中,提供π键电子云的芳香π体系的组合并无特别限制,只要芳香π体系之间形成合适的π-π堆叠作用即可。一些合适的组合可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0514]
[0515][0516]
其中,在本发明中所述的离子氢键作用,其由可形成氢键作用的正离子基团和负离子基团构成,同时形成氢键作用和正负离子间的库仑作用,或由可形成氢键作用的正/负离子基团与中性氢键基团构成,同时形成氢键作用和正/负离子与中性基团间的离子-偶极作用。
[0517]
在本发明的实施方式中,一些合适的离子氢键作用的组合可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0518][0519]
其中,在本发明中所述的自由基阳离子二聚作用,其指的是由同时含有自由基和阳离子的自由基阳离子基团之间通过相互作用所建立起的超分子作用。作为举例,所述的可形成自由基阳离子二聚作用的自由基阳离子基团包括但不限于以下所举:
[0520][0521]
在本发明的实施方式中,一些合适的自由基阳离子二聚作用的组合可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0522][0523]
其中,在本发明中所述的相分离作用,其指的是在多相体系中,由于某一环境条件变化在相与相之间出现分离的不稳定倾向,其包括在配位、复合、组装、组合、聚集等超分子作用过程中引起的相分离、不相容的相引起的相分离、不相容的嵌段结构引起的相分离等。
[0524]
在本发明的实施方式中,相分离所形成的相拓扑结构(相形态)没有限制,包括但不限于球状、圆柱形状、螺旋状、层状及其组合形式。任何一相,包括不同的相之间,可以分散在另外一相中,也可以与其他相形成互穿的双/多连续相,也可以是相互独立的连续相,也可以是上述的混合形式。在本发明的实施方式中,优选其中一相以球状分散在另一相中作为分相物理交联,如此所述聚合物能够更方便地具有更好的柔软性和弹性并更加适合发挥动态性。
[0525]
其中,在本发明中所述的结晶作用,其指的是聚合物链排列折叠形成有序区域的过程,其包括在配位、复合、组装、组合、聚集等超分子作用过程中引起的结晶、不相容的相引起的结晶、不相容的嵌段结构引起的结晶、规整性易结晶链段引起的结晶、由液晶引起的
结晶等。其中,通过引入液晶链段,利用由液晶引起的结晶,可以有效地调控结晶作用,使得其能够在热、光、ph和化学变化等刺激条件下实现动态可逆转变;其中,所述的液晶链段,其可以通过液晶聚合物(如聚对苯甲酰胺、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚苯并噻唑、聚苯并恶唑等)、液晶基元(如4,4
’-
二甲氧基氧化偶氮苯、乙烯基对苯二甲酸二对甲氧基苯酯、介晶二丙烯酸酯等)等方式引入。
[0526]
在本发明中,所述的相分离作用和结晶作用,其可以独立存在,也可以由同一种基元结构同时具有。所述的超分子作用所产生的相分离和/或结晶,不仅起到增大超分子表观分子量和调控超分子拓扑结构以及聚合物微观结构的作用,还具有自增强的效果,可以提高聚合物的强度、模量等性能。
[0527]
在本发明的实施方式中,具有所述相分离作用/结晶作用的动态性胀流性聚合物可以是基于下列聚合物链段、基团或其中任几种组合的链段,但不仅限于此:具有高玻璃化转变温度(即玻璃化转变温度高于材料工作温度的上限,通常高于40℃,优选不低于100℃)的无定形聚合物链段,如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡啶、氢化聚冰片烯、聚醚、聚酯、聚醚醚酮、聚芳族碳酸酯、聚砜等;富含氢键基团的聚合物链段、基团,如聚酰胺、聚肽、富含脲键的链段、富含氨基甲酸酯键的链段、基于脲基嘧啶酮的链段等;富含结晶相的聚合物链段、基团,如结晶性聚乙烯、结晶性聚丙烯、结晶性聚酯、结晶性聚醚、液晶聚合物、液晶基团等;离子型聚合物链段,如聚丙烯酸盐、聚甲基丙烯酸盐、聚丙烯酰胺盐、聚苯乙烯磺酸盐等;富含共轭结构的聚合物链段,如聚乙炔、聚苯乙炔、聚苯、聚芴、聚噻吩等。其中,优选具有高玻璃化转变温度的无定形聚合物链段、富含氢键基团的聚合物链段/基团、富含结晶相的聚合物链段/基团,以便设计和调控所述的动态性胀流性聚合物的分子结构,获得最佳的性能。
[0528]
其中,在本发明中所述的氢键作用,其为任意合适的通过氢键所建立的超分子作用,其一般是通过与电负性大的原子z共价相连的氢原子与电负性大、半径小的原子y在z与y之间以氢为媒介,生成z-h

y 形式的氢键链接,其中,所述的z、y为任意合适的电负性大而半径小的原子,其可为同种元素也可以为不同种元素,其可选自f、n、o、c、s、cl、p、br、i等原子,更优选为f、n、o原子,更优选为o、 n原子。其中,所述的氢键作用可以作为超分子聚合和/或交联和/或链内成环作用存在,也即氢键可以仅起到连接两个或两个以上链段单元起到增大聚合物链尺寸但未起到超分子交联作用,或氢键仅起到链间超分子交联,或仅起到链内成环作用,或是以上三种中任意两种或两种以上的组合。本发明也不排除氢键起到接枝的作用。
[0529]
在本发明的实施方式中,所述的氢键可以是任意齿数。其中,所述的齿数指的是由氢键基团的供体(h,也就是氢原子)和受体(y,也就是接受氢原子的电负性原子)所形成的氢键数量,每个h

y组合为一齿。在下式中,分别示意说明一齿、二齿和三齿氢键基团的氢键成键情况。
[0530][0531]
一齿、二齿和三齿氢键的成键情况可具体举例如下:
[0532][0533]
氢键的齿数越多,协同效应越大,氢键的强度就越大。在本发明的实施方式中,对氢键的齿数没有限定。如果氢键的齿数多,则强度大,那么氢键作用的动态性就弱,可以起到促进动态性胀流性聚合物保持平衡结构和提高力学性能(模量和强度)的作用。如果氢键的齿数少,则强度低,氢键作用的动态性就强。在本发明的实施方式中,优选不超过四齿的氢键作用。
[0534]
本发明的实施方式中,所述的氢键作用可以通过任意合适的氢键基团之间存在的非共价相互作用产生。其中,所述的氢键基团可以仅含有氢键供体,或仅含有氢键受体,或同时含有氢键供体和受体,优选同时含有氢键供体和受体。其中,所述的氢键基团优选含有以下结构成分:
[0535][0536]
更优选含有以下结构成分中的至少一种:
[0537][0538]
进一步优选含有以下结构成分中的至少一种:
[0539][0540]
其中,表示与聚合物链、交联链接或者其他任意合适的基团/原子(包括氢原子)的连接。在本发明的实施方式中,氢键基团优选自酰胺基、氨基甲酸酯基、脲基、硫代氨基甲酸酯基、硫脲基、吡唑基、咪唑基、咪唑啉基、三唑基、嘌呤基、卟啉基以及以上基团的衍生物等。
[0541]
在本发明中,所述的氢键基团可以仅存在于聚合物链骨架上(包括侧链/支链/分叉链),称为骨架氢键基团;也可以仅存在于聚合物链侧基(也包括侧基的多级结构),称为侧基氢键基团;也可以仅存在于聚合物链/小分子端基上,称为端基氢键基团;也可以同时存在于聚合物链骨架、聚合物链侧基、聚合物链/小分子端基中的至少两处上。当同时存在于聚合物链骨架、聚合物链侧基、聚合物链/小分子端基中的至少两处上时,在特定情况下,不同位置的氢键基团之间可以形成氢键,例如骨架氢键基团可以和侧基氢键基团之间形成氢键。所述的氢键基团也可以存在于聚合物组成成分如小分子化合物或者填料中,称为其他氢键基团。
[0542]
其中,合适的骨架氢键基团举例如(但本发明不仅限于此):
[0543]
[0544]
其中,合适的侧基氢键基团/端基氢键基团除可以具有上述骨架氢键基团结构外,更多的举例如(但本发明不仅限于此):
[0545][0546][0547]
其中,m、n为重复单元的数量,可以是固定值,也可以是平均值,优选小于20,更优选小于5。
[0548]
在本发明中的其他氢键基团,其可以是任意合适的氢键结构。
[0549]
在本发明中,同一种聚合物体系中可以含有一种或一种以上的氢键基团,同一个交联网络中也可以含有一种或一种以上的氢键基团,也即动态性胀流性聚合物中可以含有一种或多种氢键基团的组合。所述的氢键基团,可以通过任意合适的基团之间的反应形成,
例如:通过羧基、酰卤基团、酸酐基团、酯基、酰胺基、异氰酸酯基团与氨基之间的共价反应形成;通过异氰酸酯基团与羟基、巯基、羧基之间的共价反应形成;通过琥珀酰亚胺基团与氨基、羟基、巯基之间的共价反应形成。所述氢键作用可以是在动态性胀流性聚合物进行动态超分子交联的过程中生成;也可以是预先生成氢键作用后再进行动态超分子交联;也可以在动态超分子交联形成后,在动态性胀流性聚合物后续成型过程中产生氢键作用,但本发明不仅限于此。
[0550]
在本发明中,用于吸能的动态性胀流性聚合物,其组分结构丰富,性能多样,原料来源广泛,可调控性强。通过控制作为原料的化合物的分子结构、官能团数、分子量等参数,可制备出具有不同表观特征、性能可调、用途广泛的动态性胀流性聚合物。例如,通过控制作为原料的化合物的官能团数和其他反应性基团数,可以制备出具有不同拓扑结构的动态性胀流性聚合物,从而制备出具有不同吸能效果的聚合物材料。
[0551]
在本发明中,同一种聚合物体系中可以含有一种或一种以上的氢键基团,同一个交联网络中也可以含有一种或一种以上的氢键基团,也即动态性胀流性聚合物中可以含有一种或多种氢键基团的组合。所述的氢键基团,可以通过任意合适的基团之间的反应形成,例如:通过羧基、酰卤基团、酸酐基团、酯基、酰胺基、异氰酸酯基团与氨基之间的共价反应形成;通过异氰酸酯基团与羟基、巯基、羧基之间的共价反应形成;通过琥珀酰亚胺基团与氨基、羟基、巯基之间的共价反应形成。
[0552]
在本发明的实施方式中,通过将超分子作用的优点进行利用与结合,使动态性胀流性聚合物除具有动态性、自修复性、应力敏感性以外,还存在多种其他性能:如卤键作用的方向性,阳离子-π作用、阴离子
ꢀ-
π作用、主体-客体作用中对小分子/离子/基团的可控选择性和可控识别性,苯-氟苯作用、π-π堆叠作用的有序性,离子作用、离子-偶极作用、离子氢键作用的ph、浓度敏感性、导电性,亲金属相互作用、自由基阳离子二聚作用的特殊光电性等特性,可以根据需求合理选用超分子作用基团/单元进行分子设计。在具有良好性能的基础上赋予材料独特的功能特性。
[0553]
本发明中,一种所述的动态性胀流性聚合物中可以含有一种或者多种所述的超分子作用。当含有多种所述的超分子作用时,优选所述的多种超分子作用具有正交性和/或协同性,且优选不同类型的超分子作用,更优选不同系列的超分子作用。所述的正交性,指的是所述多种不同的超分子作用彼此之间的形成、解离和其他响应相互不影响;所述的协同性,指的是所述不同超分子作用中的一种或多种的形成和/或解离和/ 或其他响应会触发其他超分子作用的形成和/或解离和/或其他响应,或与其他超分子作用的形成和/或解离和/或其他响应同时发生,并产生比各种超分子作用线性叠加更大的效果。优选既具有正交性又具有协同性。
[0554]
在本发明的实施方式中,所述的“超分子基元”,指的是用于形成各类超分子作用的基团或分子或结构单元,其包括但不仅限于氢键基团、配体基团、金属中心、离子基团、离子簇、电偶极、主体分子、客体分子、金属离子、卤素原子、路易斯碱、路易斯酸、芳香π体系、芳烃、多氟代芳烃、自由基阳离子基团、相分离性聚合物链段、结晶性聚合物链段等。所述的超分子基元可以位于所述动态性胀流性聚合物的任意合适的位置,包括但不仅限于端基、侧基、骨架。在颗粒状超分子聚合物中,超分子基元可以是所述无机/有机颗粒本身所含有的,或者是通过在颗粒表面或内部反应/接枝小分子和/或大分子而获得。
[0555]
在本发明中,所述的具有分散性胀流性的分散液/分散物/组分包括固体微颗粒和分散介质,其中,固体微颗粒的体积分数优选不低于20%,更优选不低于30%,更优选不低于40%。
[0556]
其中,所述的固体微颗粒包括纳米颗粒和微米颗粒两类;作为举例,前者包括但不仅限于纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米蒙脱土、纳米碳酸钙、石墨烯、纤维素微晶、纳米聚甲基丙烯酸甲酯颗粒、纳米聚苯乙烯颗粒、纳米氧化铁颗粒、纳米云母、纳米氮化硅等;后者包括但不仅限于亚微米或微米级的二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、聚甲基丙烯酸甲酯颗粒、聚苯乙烯颗粒、淀粉颗粒、云母、氮化硅等。所述的固体微颗粒的形状可以是球体、椭球体、圆盘状、其他规则和不规则的多面体等,其表面可以是光滑的或粗糙的,优选球体和椭球体;其表面还可选地进行有机和/或无机改性。
[0557]
其中,所述的分散介质选自液体时,其包括但不仅限于有机物、矿物油、高分子基体等,具体地,作为举例,分散介质包括但不仅限于如水、聚乙二醇、聚丙二醇、液体石蜡、植物油、矿物油、硅油、离子液体、增塑剂、液态金属、胀流性流体(如含硼动态聚合物)及其混合物等;所述的分散介质选自固体时,其包括但不仅限于低tg的交联聚合物、凝胶、胀流性交联聚合物(如含硼交联动态聚合物和杂化交联动态聚合物)。
[0558]
在本发明的实施方式中,当所述的分散液中固体微颗粒为无机物而分散介质为有机物时,所述的分散液还可以选择性地含有偶联剂和/或表面活性剂,使固体微颗粒可以更均匀地分散在分散介质中,如硅烷偶联剂kh550、kh560、a1120等,以及钛酸酯类、铝酸酯类、有机铬洛合物类、磷酸酯类、锆酸酯类、锡酸酯类等偶联剂。
[0559]
在本发明中,需要特别指出的是,所述的具有分散性胀流性的分散液优选自身不单独作为分散体连续相使用,优选作为分散相进行3d打印,或者通过涂覆或浸渍在具有自支撑性的孔隙、空腔的3d打印的结构中提供胀流性,或与其他基体材料混合后作为连续相和/或分散相进行3d打印。
[0560]
在本发明中,实现所述的分散性胀流性所需固体微颗粒和分散液/分散物的商业来源丰富,分散过程无需进行复杂的化学反应,具有性能可调控性高的特点。无机颗粒的分散液还同时具有抗穿刺性的特点。
[0561]
在本发明的实施方式中,气动性胀流性可通过对泡沫的开孔结构进行调控,通常开孔表面积占比降低时,回弹时间增加,胀流性增强。为了获得合适的胀流性,优选为开孔面积占泡孔表面积的比率为3%~20%,更优选为5%~15%,更优选为5%~10%。
[0562]
在本发明中,所述的具有气动性胀流性的聚合物泡沫的泡孔结构至少可以通过添加适量的开孔剂/致孔剂获得。所述开孔剂/致孔剂,其在聚合物反应形成泡沫时,可起到打破孔壁的作用,从而促进开孔结构的形成。其中所述的开孔剂/致孔剂的种类和添加含量没有特别限制,可根据实际需要进行合理调控,以获得具有不同开孔面积比例以及可调胀流性的聚合物泡沫。作为举例,对于聚氨酯泡沫,所述的开孔剂/致孔剂可选自但不仅限于:分子量高于5000da且羟基官能度不低于5的氧化乙烯均聚物多元醇或氧化乙烯与少量氧化丙烯的无规共聚物多元醇、分子量为1000~8500da且羟基官能度为1的氧化丙烯均聚物一元醇。
[0563]
在本发明中,气动性胀流性具有温度敏感性低的特点。
[0564]
在本发明中,所述3d打印的胀流性吸能结构的基体材料,其可以是普通共价聚合
物、动态共价聚合物、超分子聚合物;其中可以含有动态共价交联、超分子交联、普通共价交联、动态共价-超分子杂化交联、动态共价-普通共价杂化交联、超分子-普通共价杂化交联等交联形式;基体材料实现交联的时间可以是在打印完成后再交联、打印进行时同时交联、部分打印进行时交联部分打印完成后交联;实现交联的方式可以是热致交联、光致交联、前沿聚合交联等。
[0565]
在本发明中,用于3d打印的胀流性吸能结构的聚合物原料,其中还可以含有力敏成分,在机械力作用下,其中的力敏成分发生化学和/或物理变化,实现力致响应。在本发明中,所述的力敏成分包括以共价和/或非共价方式连接在聚合物链上的力敏团,以及以物理共混的力响应性组分。
[0566]
在本发明中,所述机械力来源包括但不仅限于拉伸、压缩、膨胀、超声、摩擦、刮擦、剪切、切割、溶胀(针对交联聚合物)、弯折、扭转,也即通过包括但不仅限于拉伸、压缩、膨胀、超声、摩擦、刮擦、剪切、切割、溶胀(针对交联聚合物)、弯折、扭转提供机械力获得所述的力致响应。
[0567]
在本发明中,所述的力敏团,指的是含有对机械力敏感基元(即力敏基元)的实体,其中所述的力敏基元包括但不仅限于共价化学基团、超分子复合体、超分子组装体、组合物、聚集体,其在机械力下作用下发生结构的化学和/或物理变化,包括但不仅限于化学的断键、成键、异构化、分解以及物理的解离、解组装、分离,从而直接和/或间接地发生化学和/或物理信号改变、生成新基团/新物质,包括但不仅限于颜色、发光、荧光、光谱吸收、磁性、电、电导、热、核磁、红外、拉曼、ph、自由基、催化、氧化还原性、加成、缩合、取代、交换、消除、分解、聚合、交联、配位、氢键结合、主客体结合、离子键结合、π-π堆叠信号/性能的变化以及离子键结合、降解、粘度信号/性能的变化和释放新分子、生成新的可反应性基团,达到对机械力的特异性响应并获得力致响应性能/效果。
[0568]
在本发明中,所述力敏基元包括共价型和非共价型。其中,所述共价型力敏基元,其在机械力作用下主要涉及共价键的断裂、消除、成键、异构化等化学变化,包括但不仅限于均裂、异裂、逆环化、电环化开环、弯曲活化、消除、加成、异构化;所述非共价型力敏基元,其在机械力作用下主要涉及超分子复合体的解离、组装体的解组装、组合物的分离、聚集体的分离等物理变化。
[0569]
在本发明中,所述力敏团包括单力敏团和复合力敏团。其中,所述的单力敏团仅包含一个力敏基元或在其结构中仅有一个力敏基元可以被力活化,且其不被栓系结构所栓系,所述栓系结构不是产生力致响应信号的必要成分,其包括共价单力敏团和非共价单力敏团。其中,所述的复合力敏团由上述共价和/或非共价力敏基元/单力敏团中的一个或多个进行栓系和/或组合而成,其包括但不仅限于栓系结构、门控结构、平行结构、串联结构、以及栓系、门控、平行、串联中的两个或多个及其与力敏基元/单力敏团进行多元/ 多级组合而成的多元复合结构。所述复合力敏团因此可以是共价复合力敏团、非共价复合力敏团、共价
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非共价复合力敏团。复合力敏团的灵活性和多样性为本发明提供了灵活多样的聚合物设计和丰富的力致响应性。
[0570]
在本发明中,所述的力响应性组分,其本身通常不是聚合物,将机械力直接作用于其本身可以产生力响应,且其与慢回弹聚合物共混后,在机械力作用下可以令其产生力响应,从而使得慢回弹聚合物具有力响应性,其包括但不仅限于力响应性晶体、力响应性组装
体、力响应性聚集体、力响应性组合物。所述的响应性成分,以物理共混形式共混分散于慢回弹聚合物或其组成中,并可选地与慢回弹聚合物链上含有的力敏团协同和/或正交地产生力致响应性能/效果。
[0571]
在本发明中,以力活化反应机理进行划分,共价单力敏团包括但不仅限于以下组:基于均裂机理的共价单力敏团、基于异裂机理的共价单力敏团、基于逆环化机理的共价单力敏团、基于电环化机理的共价单力敏团、基于弯曲活化机理的共价单力敏团以及基于其他机理的共价单力敏团。
[0572]
在本发明中,基于均裂机理的共价单力敏团包括但不仅限于以下系列:过氧化物系列、双硫/多硫系列、双硒/多硒系列、偶氮腈系列、双芳基呋喃酮系列、双芳基环酮系列、双芳基环戊烯二酮系列、双芳基色烯系列、芳基联咪唑系列、芳基乙烷系列、二氰基四芳基乙烷系列、芳基频哪醇系列、链转移系列、环己二烯酮系列、四氰基乙烷系列、氰基酰基乙烷系列、金刚烷取代乙烷系列、联芴系列、烯丙基硫醚系列、硫代/硒代酯系列、苯甲酰系列共价单力敏团。
[0573]
在本发明中,所述过氧化物系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有过氧化物力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0574][0575]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0576]
通式1-a-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0577][0578]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0579]
在本发明中,所述双硫/多硫系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有双硫/多硫力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0580][0581]
其中,m为通过单键相连的硫原子的个数,其取值为大于等于2的某个特定整数值,优选自2~20,更优选自2~10;其中,w各自独立选自但不仅限于氧原子、硫原子;
[0582]
其中,表示连有n个的芳香族环;其中,n的取值为0、1或大于1的整数;*标注的为与式中其他结构相连接的位点,如无特别注明,下文中出现的*为同样的含义,不再重复说明;所述芳香族环的环结构选自单环结构、多环结构、螺环结构、稠环结构;所述环的成环原子数没有特别限制;所述芳香族环的成环原子选自但不仅限于碳原子、氮原子、氧原子、硫原子,成环原子上所连的氢原子被任意合适取代原子、取代基取代或不取代;其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,选自但不仅限于卤素原子、烃基取代基、含杂原子的取代基中任一种或多种。不同位置的的结构相同或不同;为了增加共轭效应与空间位阻,
促进力敏团在机械力作用下的均裂,便于稳定所形成的自由基,获得可逆的力致活化特性,优选自如下结构中的至少一种,但本发明不仅限于此:
[0583][0584][0585]
所述的进一步优选自如下结构中的至少一种,但本发明不仅限于此:
[0586][0587]
其中,l1为二价连接基,其各自独立选自但不仅限于:不同位置的l1的结构相同或不同;其中,l2为二价连接基,其各自独立选自但不仅限于:直接键、直接键、不同位置的l2的结构相同或不同;
[0588]
其中,r1、r2、r3、r4各自独立选自任意合适的原子(包括氢原子)、取代基;所述的取代基含有杂原子或不含有杂原子,其碳原子数没有特别限制,优选碳原子数为1~20,更优选为1~10,其结构没有特别限制,包括但不仅限于直链结构、支链结构或环状结构,所述的环状结构选自脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合,优选脂肪族环和芳香族环。概括地,r1、r2、r3、r4各自独立优选自氢原子、卤素原子、杂原子基团、c
1-20
烃基、c
1-20
杂烃基、取代的c
1-20
烃基或取代的c
1-20
杂烃基以及以上基团中的两种或多种的组合所形成的取代基。为了增加力敏团中的氮原子的空间位阻,促进力敏团在机械力作用下的均裂,便于稳定所形成的自由基,以及促进所述自由基的偶合或力敏团的可逆交换,获得良好的可逆性能, r1、r2、r3、r4各自独立优选自氢原子、羟基、氰基、羧基、c
1-20
烷基、c
1-20
杂烷基、环状结构的c
1-20
烷基、环状结构的c
1-20
杂烷基、c
1-20
芳烃基、c
1-20
杂芳烃基;概括地,通式1-b-5、1-b-7中的结构优选自如下结构中的至少一种,但本发明不仅限于此:
[0589]
[0590]
所述的更优选自如下结构中的至少一种,但本发明不仅限于此:
[0591][0592]
其中,为含氮脂肪族杂环,所述环的成环原子数没有特别限制,优选自3~10,更优选自5~8;所述脂肪族环的成环原子中,除了至少一个成环原子为氮原子,其余成环原子选自但不仅限于碳原子、氮原子、氧原子、硫原子,成环原子上所连的氢原子被任意合适取代原子、取代基取代或不取代;其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,选自但不仅限于卤素原子、烃基取代基、含杂原子的取代基中任一种或多种;
[0593]
其中,表示连有n个的含氮脂肪族杂环,其中,n的取值为0、1或大于1的整数;为了增加力敏团中的氮原子的空间位阻,促进力敏团在机械力作用下的均裂,便于稳定所形成的自由基,以及促进所述自由基的偶合,所述的优选自如下结构中的至少一种,但本发明不仅限于此:
[0594][0595]
所述的更优选自如下结构中的至少一种,但本发明不仅限于此:
[0596][0597]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。需要特别说明的是,当一个结构中的“各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连”时,该结构或含有该结构的力敏团中可活化键的左右两侧至少各有一个与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链连接,力通过这些与聚合物链或者超分子聚合物链连接的作用于力敏团,左右两侧所受到的作用力形成的夹角不高于180
°
,优选小于180
°
;如无特别注明,下文中出现的“各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连”具有同样的含义,不再重复说明。
[0598]
通式1-b-1至1-b-7的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0599][0600][0601]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[0602]
具体地,通式1-b-1至1-b-7的典型结构可以进一步举例如下,但本发明不仅限于此:
[0603][0604]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0605]
在本发明中,所述双硒/多硒系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有双硒/多硒力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0606][0607][0608]
其中,m为通过单键相连的硒原子的个数,其取值为大于等于2的某个特定整数值,优选2~20,更优选自2~10;其中,w各自独立选自但不仅限于氧原子、硫原子;其中,的定义、选择范围、优选范围同通式1-b-3;其中,r1、r2、r3、r4的定义、选择范围、优选范围同通式1-b-5;其中,的定义、选择范围、优选范围同通式1-b-6;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[0609]
通式1-c-1至1-c-7的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0610][0611]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[0612]
具体地,通式1-c-1至1-c-7的典型结构可以进一步举例如下,但本发明不仅限于此:
[0613]
[0614][0615]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0616]
在本发明中,所述偶氮腈系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有偶氮腈力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0617][0618]
其中,r5、r6、r7、r8各自独立选自但不仅限于氢原子、卤素原子、杂原子基团、c
1-20
烃基/杂烃基、取代c
1-20
烃基/杂烃基以及以上基团的两种或多种的组合形成的基团,优选自氢原子、卤素原子、c
1-20
烷基、c
1-20
杂烷基,更优选自氢原子、c
1-5
烷基、c
1-5
杂烷基,更进一步优选自氰基、甲基、乙基、丙基、丁基;各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0619]
通式1-d-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0620][0621]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0622]
在本发明中,所述双芳基呋喃酮系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有双芳基呋喃酮力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0623][0624]
其中,w各自独立选自但不仅限于氧原子、硫原子;w1为二价连接基,其各自独立选自但不仅限于自但不仅限于优选自优选自各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连,同一环结构中的任两个成环或不成环。
[0625]
其中,通式1-e-1所示的结构优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[0626][0627]
其中,g各自独立选自所述的的定义、选择范围、优选范围同通式1-b-3;其中,w、 w1、的定义、选择范围、优选范围同通式1-e-1;
[0628]
其中,为连有n个的芳香族环;其中,所述芳香族环的环结构选自单环结构、多环结构、螺环结构、稠环结构;所述环的成环原子数没有特别限制;所述芳香族环的成环原子选自但不仅限于碳原子、氮原子、氧原子、硫原子,成环原子上所连的氢原子被任意合适取代原子、取代基取代或不取代;其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,其选自但不仅限于卤素原子、烃基取代基、含杂原子的取代基中任一种或多种;同一通式中不同位置的的结构相同或不同;作为例子,所述的可选自如下结构中的至少一种,但本发明不仅限于此:
[0629][0630]
所述的更优选自如下结构中的至少一种,但本发明不仅限于此:
[0631][0632]
其中,l1、l2的定义、选择范围、优选范围如本系列前面部分中所述。
[0633]
通式1-e-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0634][0635]
其中,w、w1、的定义、选择范围、优选范围同通式1-e-1;l1的定义、选择范围、优选范围如本系列前面部分中所述。
[0636]
具体地,通式1-e-1的典型结构可以进一步举例如下,但本发明不仅限于此:
[0637]
[0638][0639]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0640]
在本发明中,所述双芳基环酮系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有双芳基环酮力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0641]
[0642]
其中,w各自独立选自但不仅限于氧原子、硫原子;w2为二价连接基,其各自独立选自但不仅限于自但不仅限于优选自优选自各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连,同一环结构中的任两个成环或不成环。
[0643]
其中,通式1-f-1所示的结构优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[0644][0645]
其中,w、w2、的定义、选择范围、优选范围同通式1-f-1;g的定义、选择范围、优选范围同通式1-e-1-1;的定义、选择范围、优选范围同通式1-e-1-4。
[0646]
通式1-f-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0647][0648]
其中,w、w2、的定义、选择范围、优选范围同通式1-f-1;l1的定义、选择范围、优选范围如本系列前面部分中所述。
[0649]
具体地,通式1-f-1的典型结构可以进一步举例如下,但本发明不仅限于此:
[0650]
[0651][0652]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0653]
在本发明中,所述双芳基环戊烯二酮系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有双芳基环戊烯二酮力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0654][0655]
其中,w各自独立选自但不仅限于氧原子、硫原子;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连,同一环结构中的任两个成环或不成环。
[0656]
其中,通式1-g-1所示的结构优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[0657][0658]
其中,w、的定义、选择范围、优选范围同通式1-g-1;g的定义、选择范围、优选范围同通式1-e-1-1;的定义、选择范围、优选范围同通式1-e-1-4。
[0659]
通式1-g-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0660][0661]
其中,w、的定义、选择范围、优选范围同通式1-g-1;l1的定义、选择范围、优选范围如本系列前面部分中所述。
[0662]
具体地,通式1-g-1的典型结构可以进一步举例如下,但本发明不仅限于此:
[0663]
[0664][0665]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0666]
在本发明中,所述双芳基色烯系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有双芳基色烯力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0667][0668]
其中,w3为二价连接基,其各自独立选自但不仅限于v、v’各自独立选自碳原子、氮原子;当v、v’为氮原子时,与v、v’相连的不存在;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连,同一环结构中的任两个成环或不成环。
[0669]
其中,通式1-h-1所示的结构优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[0670][0671]
其中,w3、v、v’、的定义、选择范围、优选范围同通式1-h-1;的定义、选择范围、优选范围同通式1-e-1-4。
[0672]
其中,通式1-h-1所示的结构进一步优选具有下式所示的结构:
[0673][0674]
其中,w3、v、v’、的定义、选择范围、优选范围同通式1-h-1;g的定义、选择范围、优选范围同通式1-e-1-1;的定义、选择范围、优选范围同通式1-e-1-4。
[0675]
通式1-h-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0676]
[0677][0678]
其中,w3、的定义、选择范围、优选范围同1-h-1;l1的定义、选择范围、优选范围如本系列前面部分中所述。
[0679]
具体地,通式1-h-1的典型结构可以进一步举例如下,但本发明不仅限于此:
[0680]
[0681]
[0682]
[0683][0684]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0685]
在本发明中,所述芳基联咪唑系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有芳基联咪唑力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0686][0687]
其中,表示所述环具有共轭结构;其中,为具有共轭结构的五元氮杂环结构;其中,为所述的两个五元氮杂环之间通过各自的一个成环原子之间形成碳碳单键、碳氮单键或氮氮单键所构成的多环结构;根据不同的连接方式,通式1-i-1包含但不仅限于如下异构体中的一种或多种:仅限于如下异构体中的一种或多种:需要特别说明的是,在合适条件下,各种异构体之间可以发生相互转化,因此,在本发明中将上述六种异构体基元视为同一种结构基元;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连,同一环结构中的任两个成环或不成环。
[0688]
其中,通式1-i-1所示的结构优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[0689][0690]
其中,的定义、选择范围、优选范围同通式1-i-1;g的定义、选择范围、优选范围同通式1-e-1-1;的定义、选择范围、优选范围同通式1-e-1-4。
[0691]
通式1-i-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0692][0693]
其中,的定义、选择范围、优选范围同通式1-i-1;l1的定义、选择范围、优选范围如本系列前面部分中所述。
[0694]
具体地,通式1-i-1的典型结构可以进一步举例如下,但本发明不仅限于此:
[0695]
[0696][0697]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0698]
在本发明中,所述芳基乙烷系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有芳基乙烷力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0699][0700]
其中,r2各自独立选自任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链,其中所述的取代基选自羟基、苯基、苯氧基、c
1-10
烷基、c
1-10
烷氧基、c
1-10
烷氧基酰基、c
1-10
烷基酰氧基、三甲基硅氧基、三乙基硅氧基;其中,的定义、选择范围、优选范围同通式1-b-3;其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[0701]
通式1-j-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0702]
[0703][0704]
其中,r2的定义、选择范围、优选范围同通式1-j-1;各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0705]
在本发明中,所述二氰基四芳基乙烷系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有二氰基四芳基乙烷力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0706][0707]
其中,的定义、选择范围、优选范围同通式1-b-3;其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[0708]
通式1-k-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0709]
[0710][0711]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0712]
在本发明中,所述芳基频哪醇系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有芳基频哪醇力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0713][0714]
其中,w4为二价连接基,其各自独立选自但不仅限于直接键、优选自直接键、优选自直接键、各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[0715]
通式1-l-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0716]
为硒原子或碲原子时,k为1,表示只有一个与v3相连;当v3为锑原子或铋原子时,k为2,表示有两个与v3相连,两个的结构相同或不相同;
[0724]
其中,l’为二价连接基,不同位置的l’的结构相同或不相同;其中所述二价连接基含有杂原子或不含有杂原子,其碳原子数没有特别限制,优选碳原子数为1~20,更优选为1~10,其结构没有特别限制,包括但不仅限于直链结构、含侧基的支链结构或环状结构,所述的环状结构选自脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合,优选脂肪族环和芳香族环。概括地,所述的l’各自独立选自杂原子连接基、杂原子基团连接基、二价c
1-20
烃基/杂烃基、取代的二价c
1-20
烃基/杂烃基以及以上基团的两种或多种的组合形成的二价连接基。其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,选自但不仅限于卤素原子、烃基取代基、含杂原子的取代基中任一种或多种。为了促进力敏团在机械力作用下的均裂,增加所形成碳自由基的抗氧化性,以稳定所形成的碳自由基,便于进一步的自由基的偶合或参与其他自由基反应,获得可逆力致活化特性、自修复性能以及自增强性能,l’各自独立优选自酰基、酰氧基、酰硫基、酰胺基、氧酰基、硫酰基、亚苯基、二价c
1-20
烃基/杂烃基、取代的二价c
1-20
烃基/杂烃基;其中所述的取代的二价c
1-20
烃基/杂烃基中的取代基团的结构优选为酰基、酰氧基、酰硫基、酰胺基、氧酰基、硫酰基、胺基酰基、亚苯基,更优选所述的取代的二价c
1-20
烃基/杂烃基通过所述取代基团与连接r1的碳原子相连;
[0725]
概括地,所述的通式1-m-1至1-m-8中的优选自如下结构中的一种,但本发明不仅限于此:
[0726][0727]
其中,r选自任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链;其中, r表示与苯环相连的r的个数,其取值选自0到5整数;其中,m为重复单元的数量,其可以是固定值,也可以是平均值;
[0728]
所述的进一步优选自如下结构中的至少一种,但本发明不限于此:
[0729][0730]
其中,r、r、m的定义、选择范围、优选范围如其上一级结构中所述;
[0731]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[0732]
通式1-m-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0733][0734][0735]
其中,r2、m的定义、选择范围、优选范围同通式1-m-1;各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0736]
通式1-m-2的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0737][0738]
其中,m的定义、选择范围、优选范围同通式1-m-2;各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0739]
通式1-m-3的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0740][0741]
其中,w4、m的定义、选择范围、优选范围同通式1-m-3;各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0742]
通式1-m-4的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0743][0744][0745]
其中,m的定义、选择范围、优选范围同通式1-m-4;各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0746]
通式1-m-5的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0747][0748]
其中,m的定义、选择范围、优选范围同通式1-m-5;各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0749]
通式1-m-6的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0750][0751][0752]
其中,m的定义、选择范围、优选范围同通式1-m-6;各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0753]
通式1-m-7的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0754][0755]
其中,m的定义、选择范围、优选范围同通式1-m-7;各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0756]
通式1-m-8的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0757][0758][0759]
其中,m的定义、选择范围、优选范围同通式1-m-8;各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0760]
在本发明中,所述环己二烯酮系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有环己二烯酮力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0761][0762]
其中,的定义、选择范围、优选范围同通式1-e-1-4;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[0763]
通式1-n-1至1-n-3的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0764][0765]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0766]
在本发明中,所述四氰基乙烷系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有四氰基
乙烷力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0767][0768]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0769]
其中,通式1-o-1所示的结构优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[0770][0771]
其中,的定义、选择范围、优选范围同通式1-b-3;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[0772]
通式1-o-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0773][0774][0775]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0776]
在本发明中,所述氰基酰基乙烷系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有氰基酰基乙烷力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0777][0778]
其中,w各自独立选自但不仅限于氧原子、硫原子;其中,w5为二价连接基,其各自独立选自但不仅限于直接键、优选自更优选自更优选自各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连,同一环结构中的任两个成环或不成环。
[0779]
其中,通式1-p-1所示的结构优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[0780][0781]
其中,w、w5、的定义、选择范围、优选范围同通式1-p-1。
[0782]
通式1-p-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0783][0784]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0785]
在本发明中,所述金刚烷取代乙烷系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有金刚烷取代乙烷力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0786][0787]
其中,ad选自二价或多价的金刚烷基及其二聚体或多聚体衍生基团;作为例子,所述的ad选自但不仅限于:
[0788][0789]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[0790]
通式1-q-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0791][0792]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0793]
在本发明中,所述联芴系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有联芴力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0794][0795]
其中,r3各自独立选自氰基、c
1-10
烷氧基酰基、c
1-10
烷基酰基、c
1-10
烷胺基酰基、苯基、取代的苯基、芳烃基、取代的芳烃基,其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,其选自但不仅限于卤素原子、烃基取代基、含杂原子的取代基中任一种或多种;其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[0796]
通式1-r-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0797]
[0798][0799]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0800]
在本发明中,所述烯丙基硫醚系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有烯丙基硫醚力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0801][0802]
其中,c1、c2、c3表示碳原子,其右上角的数字用于区分不同位置的碳原子,以便于描述的准确与简洁;
[0803]
其中,r
11
、r
12
、r
13
、r
14
各自独立选自原子(包括氢原子)、取代基;r
11
、r
12
、r
13
、r
14
各自独立优选自氢原子、卤素原子、c
1-20
烃基/杂烃基、取代的c
1-20
烃基/杂烃基,所述的取代原子或取代基没有特别限制;r
11
、r
12
、r
13
、r
14
各自独立更优选自氢原子、卤素原子、c
1-20
烷基、c
1-20
芳烃基、c
1-20
杂烃基、 c
1-20
烃基氧基酰基、c
1-20
烃基硫基酰基、c
1-20
烃基氨基酰基以及以上基团中的两种或多种的组合形成的取代基;r
11
、r
12
、r
13
、r
14
各自独立更进一步优选自氢原子、甲基、乙基、丙基、丁基;
[0804]
其中,z2为二价连接原子或二价连接基;当z2选自二价连接原子时,其选自s原子;当z2选自二价连接基时,所述的二价连接基含有杂原子或不含有杂原子,其碳原子数没有特别限制,优选碳原子数为1~ 20,更优选为1~10;其结构没有特别限制,包括但不仅限于线型结构、支链结构或环状结构;所述的环状结构选自脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合,优选脂肪族环和芳香族环;概括地,z2选自但不仅限于二价c
1-20
烃基/杂烃基、取代的二价c
1-20
烃基/杂烃基以及以上基团的两种或多种的组合形成的二价连接基,其中所述的取代原子或取代基没有特别限制,选自但不仅限于卤素原子、烃基取代基、含杂原子的取代基中任一种或多种;z2更优选二价丙烯酸或甲基丙烯酸及其相应酯类、二价丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺类、二价苯乙烯或甲基苯乙烯的n聚体(n≥2)如三聚体、四聚体;
[0805]
当z2选自二价连接原子时,z1为与c2原子直接相连的二价连接基团;所述的二价连接基含有杂原子或不含有杂原子,其碳原子数没有特别限制,优选碳原子数为1~20,更优选为1~10,其结构没有特别限制,包括但不仅限于直链结构、含侧基的支链结构或环状结构,所述的环状结构选自脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合,优选芳香族环;概括地,所述的二价连接基选自但不仅限于二价c
1-20
烃基/ 杂烃基、取代的二价c
1-20
烃基/杂烃基以及以上基团的两种或多种的组合形成的二价连接基;z1更优选自二价c
1-20
烷基、二价c1-20
芳烃基、二价c
1-20
烷氧基、二价c
1-20
芳基氧基、二价c
1-20
烷基硫基、二价c
1-20
芳基硫基,最优选自二价c
1-20
烷基硫基;具体地,z1优选自亚甲基、亚甲基硫醚基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、二价苯基、二价苯基醚基、二价苄基、二价乙氧基、二价丁氧基、二价己氧基,最优选自亚甲基硫醚基;当z2选自所述的二价连接基团时,z1为与c2原子直接相连的二价连接基团;所述的二价连接基含有杂原子或不含有杂原子,其碳原子数没有特别限制,优选碳原子数为1~20,更优选为1~10,其结构没有特别限制,包括但不仅限于直链结构、含侧基的支链结构或环状结构,所述的环状结构选自脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合,优选芳香族环;概括地,所述的二价连接基选自但不仅限于:二价杂原子基团连接基、二价c
1-20
烃基/杂烃基、取代的二价c
1-20
烃基/杂烃基以及以上基团的两种或多种的组合形成的二价连接基;z1更优选自具有吸电子效应的二价连接基团、吸电子效应取代基取代的二价连接基团,以便于所述力敏团的均裂,获得更显著的力致响应效果;其中,所述的具有吸电子效应的二价连接基团包括但不仅限于酰基、酰氧基、酰硫基、酰胺基、亚苯基;所述的具有吸电子效应取代基取代的二价连接基团包括但不仅限于酰基、酰氧基、酰硫基、酰胺基、亚苯基、硝基、磺酸基、芳烃基、氰基、卤原子、三氟甲基取代的二价c
1-20
烃基/杂烃基;作为举例,所述的具有吸电子效应取代基取代的二价连接基团,包括但不仅限于酰基、酰氧基、酰硫基、酰胺基、亚苯基、硝基、磺酸基、芳烃基、氰基、卤原子、三氟甲基取代的苯撑基、亚苄基、亚萘基、亚吡咯基、亚吡啶基;
[0806]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0807]
通式1-s-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0808][0809]
其中,n为重复单元的数量,其可以是固定值也可以是平均值,且n为大于等于1的整数;各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0810]
在本发明中,所述硫代/硒代酯系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有硫代/硒代酯力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0811][0812]
其中,w6各自独立选自硫原子或硒原子;
[0813]
其中,z3为二价连接基,所述的二价连接基含有杂原子或不含有杂原子,其碳原子数没有特别限制,优选碳原子数为1~20,更优选为1~10,其结构没有特别限制,包括但不仅限于线型结构、支化结构或环状结构,所述的环状结构选自脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合,优选脂肪族环和芳香族环;作为举例,z3选自但不仅限于二价杂原子连接基、二价杂原子基团连接基、二价c
1-20
烃基/杂烃基、取代的二价c
1-20
烃基/杂烃基以及以上基团的两种或多种的组合形成的二价连接基;其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,选自但不仅限于卤素原子、烃基取代基、含杂原子的取代基中任一种或多种;
[0814]
其中,z4为二价连接基,所述的二价连接基含有杂原子或不含有杂原子,其碳原子数没有特别限制,优选碳原子数为1~20,更优选为1~10,其结构没有特别限制,包括但不
仅限于线型结构、支化结构或环状结构,所述的环状结构选自脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合,优选芳香族环;所述的二价连接基选自但不仅限于二价c
1-20
烃基/杂烃基、取代的二价c
1-20
烃基/杂烃基以及以上基团的两种或多种的组合形成的二价连接基;z4更优选自氰基、烷基、芳基、酯基、酰胺基、脲基、氨基甲酸酯基取代的 c
1-20
烃基/杂烃基;
[0815]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0816]
其中,通式1-t-1所示的结构优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[0817][0818]
其中,w6、z4、的定义、选择范围、优选范围同通式1-t-1;
[0819]
其中,z5选自氧原子、硫原子、硒原子、硅原子、碳原子、氮原子;当z5为氧原子、硫原子、硒原子时,r
15
、r
16
、r
17
不存在;当z5为氮原子时,r
15
存在,r
16
、r
17
不存在;当z5为硅原子、碳原子时, r
15
、r
16
存在,r
17
不存在;
[0820]
其中,r
15
、r
16
、r
17
、r
18
各自独立地选自原子(包括氢原子)、取代基;r
15
、r
16
、r
17
、r
18
各自独立优选自氢原子、卤素原子、c
1-20
烃基/杂烃基、取代的c
1-20
烃基/杂烃基;r
15
、r
16
、r
17
、r
18
各自独立更优选自氢原子、卤素原子、c
1-20
烷基、c
1-20
烯基、c
1-20
芳烃基、c
1-20
烷氧基酰基、c
1-20
烷氧基硫代酰基、 c
1-20
芳基氧基酰基、c
1-20
芳基氧基硫代酰基、c
1-20
烷基硫基酰基、c
1-20
芳基硫基酰基;
[0821]
其中,z6为二价连接基;所述的二价连接基含有杂原子或不含有杂原子,其碳原子数没有特别限制,优选碳原子数为1~20,更优选为1~10,其结构没有特别限制,包括但不仅限于直链结构、含侧基的支链结构或环状结构,所述的环状结构选自脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合,优选芳香族环。所述的二价连接基选自但不仅限于:二价杂原子基团连接基、二价c
1-20
烃基/杂烃基、取代的二价c
1-20
烃基/杂烃基以及以上基团的两种或多种的组合形成的二价连接基;z6优选自具有吸电子效应的二价连接基团、吸电子效应取代基取代的二价连接基团,以便于所述力敏团的均裂,获得更显著的力致响应效果;其中,所述的具有吸电子效应的二价连接基团包括但不仅限于酰基、酰氧基、酰硫基、酰胺基、亚苯基;所述的具有吸电子效应取代基取代的二价连接基团包括但不仅限于酰基、酰氧基、酰硫基、酰胺基、亚苯基、硝基、磺酸基、芳烃基、氰基、卤原子、三氟甲基取代的二价c
1-20
烃基/杂烃基。作为举例,所述的具有吸电子效应取代基取代的二价连接基团,包括但不仅限于酰基、酰氧基、酰硫基、酰胺基、亚苯基、硝基、磺酸基、芳烃基、氰基、卤原子、三氟甲基取代的苯撑基、亚苄基、亚萘基、亚吡咯基、亚吡啶基。
[0822]
通式1-t-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0823][0824]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0825]
在本发明中,所述苯甲酰系列均裂机理的共价单力敏团是指其中含有苯甲酰力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0826][0827]
其中,z各自独立选自碳原子、硅原子、锗原子、锡原子,优选自碳原子、锗原子、锡原子;w各自独立选自氧原子或硫原子,优选自氧原子;其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[0828]
通式1-s-1、1-s-2、1-s-3的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0829][0830]
在本发明中,基于异裂机理的共价单力敏团包括但不仅限于以下系列:三芳基硫
盐系列、邻苯二甲醛系列、磺酸基系列、硒氧/硒硫/硒氮系列、巯基-迈克尔加成键系列。
[0831]
在本发明中,所述三芳基硫盐系列异裂机理的共价单力敏团是指其中含有三芳基硫盐力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0832][0833]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连,其中同一环结构中的任两个成环或不成环。
[0834]
通式2-a-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0835][0836]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0837]
在本发明中,所述邻苯二甲醛系列异裂机理的共价单力敏团是指其中含有邻苯二甲醛力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0838][0839]
其中,m所在的环为脂肪族环、醚环或其与芳香族环的组合,环状结构的成环原子各自独立地为碳原子、氮原子或其他杂原子且至少有一个成环原子为氧原子;成环原子上所连的氢原子可以被任意合适取代原子、取代基取代或不取代;其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,选自但不仅限于卤素原子、烃基取代基、含杂原子的取代基中任一种或多种;
[0840]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[0841]
通式2-b-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0842][0843]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0844]
在本发明中,所述磺酸基系列异裂机理的共价单力敏团是指其中含有磺酸基力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0845][0846]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0847]
通式2-c-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0848][0849]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0850]
在本发明中,所述硒氧/硒硫/硒氮系列异裂机理的共价单力敏团是指其中含有硒氧/硒硫/硒氮力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0851][0852]
其中,w各自独立选自氧原子、硫原子;其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连,与同一原子相连的两个成环或不成环。
[0853]
其中,通式2-d-1、2-d-2所示的结构优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[0854][0855]
其中,w的定义同通式2-d-1;其中,的定义、选择范围、优选范围同通式1-b-3;其中,表示连有n个的含氮芳香族环;所述环的成环原子数没有特别限制,优选自5~8;除了至少一个成环原子为氮原子,且所述环与硒原子通过所述氮原子相连,其余成环原子选自但不仅限于碳原子、氮原子、氧原子、硫原子,成环原子上所连的氢原子可以被任意合适取代原子、取代基取代或不取代;其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,选自但不仅限于卤素原子、烃基取代基、含杂原子的取代基中任一种或多种;其中,n的取值为0、1或大于1的整数;不同位置的的结构相同或不同;所述的的结构优选自吡啶环及其被取代形式;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连,与同一原子相连的任两个成环或不成环,同一环结构中的任两个成环或不成环。
[0856]
通式2-d-1、2-d-2的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0857]
[0858][0859]
其中,x选自但不仅限于氟原子、氯原子、溴原子、氰基、异硫氰基,优选自氯原子、溴原子;各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0860]
在本发明中,所述巯基-迈克尔加成键系列异裂机理的共价单力敏团是指其中含有巯基-迈克尔加成键力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0861][0862]
其中,x选自碳基、酯基、酰胺基、硫代羰基、硫代酯基、硫代酰胺基、砜基、磺酸酯基、磷酸酯基; y为吸电效应基团,其包括但不限于醛基、碳基、酯基、羧基、酰胺基、氰基、硝基、三氟甲基、磷酸基、磺酸基、卤素原子;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连,与同一原子相连的两个成环或不成环,不同碳原子上的也可以连接成环,碳原子与x 上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合。
[0863]
通式2-e-1、2-e-2、2-e-3、2-e-4的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[0864][0865]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[0866]
在本发明中,基于逆环化机理的共价单力敏团包括但不仅限于以下系列:环丁烷
系列、单杂环丁烷系列、二氧环丁烷系列、二氮环丁烷系列、环丁烯系列、三唑环系列、da系列、杂da系列、光控da系列、[4 4]环加成系列。
[0867]
在本发明中,所述环丁烷系列逆环化机理的共价单力敏团是指其中含有环丁烷力敏基元的单力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0868][0869]
其中,q各自独立地选自氧原子、碳原子,不同位置的q可以相同,也可以不同;b分别表示与q相连的连接个数;当q各自独立地选自氧原子时,b=0;当q各自独立地选自碳原子时,b=2;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合;
[0870]
其中,通式3-a-1的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[0871][0872]
其中,j各自独立地选自氧原子、硫原子、仲胺基及其取代形式,不同位置的j可以相同,也可以不同; ar各自独立地选自芳香基,优选自苯基,不同位置的ar可以相同,也可以不同;n分别表示与ar相连的连接个数;x0各自独立地选自卤素原子,优选自氟原子、氯原子、溴原子;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合;
[0873]
其中,通式3-a-1-1的力敏团,其优选自以下通式结构:
[0874][0875]
其中,j各自独立地选自氧原子、硫原子、仲胺基及其取代形式,不同位置的j可以相同,也可以不同;j’各自独立地选自氧原子、硫原子,不同位置的j’可以相同,也可以不同;
[0876]
通式3-a-1-1的典型结构可以举例如下:
[0877][0878][0879]
其中,j各自独立地选自氧原子、硫原子、仲胺基及其取代形式,不同位置的j可以相同,也可以不同;j’各自独立地选自氧原子、硫原子,不同位置的j’可以相同,也可以不同;r、r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[0880]
其中,通式3-a-1-2的力敏团,其优选自以下通式结构:
[0881][0882]
其中,j各自独立地选自氧原子、硫原子、仲胺基及其取代形式,不同位置的j可以相同,也可以不同;j’各自独立地选自氧原子、硫原子,不同位置的j’可以相同,也可以不同;
[0883]
通式3-a-1-2的典型结构可以举例如下:
[0884][0885]
[0886]
其中,j各自独立地选自氧原子、硫原子、仲胺基及其取代形式,不同位置的j可以相同,也可以不同;j’选自氧原子、硫原子;r、r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基,不同位置的r可以相同,也可以不同;
[0887]
其中,通式3-a-1-3的力敏团,其优选自以下通式结构:
[0888][0889]
其中,j各自独立地选自氧原子、硫原子、仲胺基及其取代形式,不同位置的j可以相同,也可以不同;
[0890]
通式3-a-1-3的典型结构可以举例如下:
[0891][0892]
其中,r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[0893]
其中,通式3-a-1-4的力敏团,其优选自以下通式结构:
[0894][0895]
其中,j各自独立地选自氧原子、硫原子、仲胺基及其取代形式,不同位置的j可以相同,也可以不同;
[0896]
通式3-a-1-4的典型结构可以举例如下:
[0897][0898]
其中,r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[0899]
其中,通式3-a-1-5的力敏团,其优选自以下通式结构:
[0900][0901]
其中,j选自氧原子、硫原子、仲胺基及其取代形式;
[0902]
通式3-a-1-5的典型结构可以举例如下:
[0903][0904]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[0905]
其中,通式3-a-1-6的力敏团,其优选自以下通式结构:
[0906][0907]
通式3-a-1-6的典型结构可以举例如下:
[0908][0909]
其中,r、r1、r2、r3各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[0910]
其中,通式3-a-1-7的力敏团,其优选自以下通式结构:
[0911][0912]
其中,j选自氧原子、硫原子、仲胺基及其取代形式;j’选自氧原子、硫原子;
[0913]
通式3-a-1-7的典型结构可以举例如下:
[0914][0915]
其中,r、r1、r2、r3、r4各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[0916]
其中,通式3-a-1-8的力敏团,其优选自以下通式结构:
[0917][0918]
其中,j选自氧原子、硫原子、仲胺基及其取代形式;j’选自氧原子、硫原子;
[0919]
通式3-a-1-8的典型结构可以举例如下:
[0920][0921]
其中,r、r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[0922]
其中,通式3-a-1-9的力敏团,其优选自以下通式结构:
[0923][0924]
其中,j选自氧原子、硫原子、仲胺基及其取代形式;j’选自氧原子、硫原子;
[0925]
通式3-a-1-9的典型结构可以举例如下:
[0926][0927]
其中,r、r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[0928]
通式3-a-1-10的典型结构可以举例如下:
[0929]
[0930]
通式3-a-1-11的典型结构可以举例如下:
[0931][0932]
其中,通式3-a-1-12的力敏团,其优选自以下通式结构:
[0933][0934]
通式3-a-1-12的典型结构可以举例如下:
[0935][0936]
此外,环丁烷系列逆环化机理的共价单力敏团的典型结构还可以举例如下:
[0937][0938]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基,不同位置的r可以相同,也可以不同;j’选自氧原子、硫原子、仲胺基及其取代形式;
[0939]
通式3-a-2的典型结构可以举例如下:
[0940][0941]
通式3-a-3的典型结构可以举例如下:
[0942][0943]
其中,r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[0944]
通式3-a-4的典型结构可以举例如下:
[0945][0946]
其中,r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[0947]
在本发明中,所述单杂环丁烷系列逆环化机理的共价单力敏团是指其中含有单杂环丁烷力敏基元的单力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0948][0949]
其中,q选自氧原子、碳原子;b表示与q相连的连接个数;当q选自氧原子时,b=0;
当q选自碳原子时,b=2;d选自氧原子、硫原子、硒原子、氮原子、硅原子;a表示与d相连的连接个数;当d选自氧原子、硫原子、硒原子时,a=0;当d选自氮原子时,a=1;当d选自硅原子时,a=2;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合;
[0950]
通式3-b-1的典型结构可以举例如下:
[0951][0952]
其中,r、r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[0953]
其中,通式3-b-2的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[0954][0955]
在本发明中,所述二氧环丁烷系列逆环化机理的共价单力敏团是指其中含有二氧环丁烷力敏基元的单力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0956][0957]
其中,j选自直接键、氧原子、硫原子、仲胺基及其取代形式、亚甲基及其取代形式;其中,ar选自芳香族环,所述芳香族环选自单环结构、多环结构、稠环结构;所述环的成环原子数没有特别限制,优选五元环或六元环;所述芳香族环的成环原子选自但不仅限于碳原子、氮原子、氧原子、硫原子、硼原子、磷原子、硅原子,成环原子上所连的氢原子可以被任意
合适取代原子、取代基取代,或者不被取代;其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,选自但不仅限于杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;所述取代原子或取代基优选自:卤素原子、氰基、硝基、三氟甲基、c
1-20
烷基、c
1-20
烷基硅氧基、c
1-20
酰氧基、c
1-20
烷氧基酰基、c
1-20
烷氧基、c
1-20
烷硫基、c
1-20
烷胺基。作为例子,合适的ar可选自如下结构:
[0958][0959]
其中,*标注的为与式中其他结构相连接的位点,如无特别注明,下文中出现的*为同样的含义,不再重复说明;l1为二价连接基,其选自但不仅限于氧原子、硫原子、仲胺基及其取代形式、亚甲基及其取代形式; l2为二价连接基,其选自但不仅限于直接键、氧原子、硫原子、仲胺基及其取代形式、亚甲基及其取代形式、羰基、硫代羰基;
[0960]
二氧环丁烷系列逆环化机理的共价单力敏团的典型结构可以举例如下:
[0961][0962]
其中,r、r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[0963]
在本发明中,所述二氮环丁烷系列逆环化机理的共价单力敏团是指其中含有二氮
环丁烷力敏基元的单力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0964][0965]
其中,r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[0966]
通式3-d-1的典型结构可以举例如下:
[0967][0968]
其中,r、r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[0969]
通式3-d-2的典型结构可以举例如下:
[0970][0971]
其中,r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[0972]
通式3-d-3的典型结构可以举例如下:
[0973][0974]
其中,r、r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[0975]
在本发明中,所述环丁烯系列逆环化机理的共价单力敏团是指其中含有环丁烯力敏基元的单力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0976][0977]
其中,表示的环状结构为芳香族环或杂化芳香族环,环状结构的成环原子各自独立地选自碳原子、氮原子或者其他杂原子,环状结构优选自6~50元环,更优选自6-12元环;各个成环原子上的氢原子可以被取代,或者不被取代,其中,当成环原子选自氮原子时,氮原子可以带有正电荷;所述的环状结构优选为苯环、萘环、蒽环及以上环状结构的被取代形式;n表示与环状结构的成环原子相连的连接个数;r各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基,不同位置的r可以相同,也可以不同;
[0978]
通式3-e-1的典型结构可以举例如下:
[0979][0980][0981]
其中,r、r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[0982]
通式3-e-2的典型结构可以举例如下:
[0983][0984]
通式3-e-3的典型结构可以举例如下:
[0985][0986]
通式3-e-4的典型结构可以举例如下:
[0987][0988]
其中,r、r1各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[0989]
在本发明中,环丁烷系列、单杂环丁烷系列、二氧环丁烷系列、二氮环丁烷系列、环丁烯系列逆环化机理的共价单力敏团也能够通过机械力以外的其他作用所活化,例如,环丁烷系列共价单力敏团可以在一定频率的紫外光照射下进行逆环化反应从而使得力敏团解离;二氧环丁烷系列共价单力敏团可以在化学、生物、热等其中的一种或多种活化作用下进行逆环化反应从而使得力敏团解离。
[0990]
在本发明中,所述三唑环系列逆环化机理的共价单力敏团是指其中含有三唑环力敏基元的单力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0991][0992]
其中,表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;
[0993]
其中,通式3-f-1的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[0994]
[0995]
在本发明中,所述da系列逆环化机理的共价单力敏团是指其中含有da力敏基元的单力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[0996][0997][0998]
其中,i选自氧原子、硫原子、仲胺基及其取代形式、酰胺基、酯基、二价小分子烃基,更优选自氧原子、亚甲基、1,2-亚乙基、1,2-亚乙烯基、1,1
’-
乙烯基、仲胺基的取代形式、酰胺基、酯基;表示的环状结构为芳香族环或杂化芳香族环,其环状结构的成环原子各自独立地选自碳原子、氮原子或者其他杂原子,环状结构优选自6~50元环,更优选自6-12元环;各个成环原子上的氢原子可以被取代,或者不被取代,其中,当成环原子选自氮原子时,氮原子可以带有正电荷;所述的环状结构优选为苯环、萘环、蒽环及以上基团的被取代形式;n表示与环状结构的成环原子相连的连接个数;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合;
[0999]
其中,通式3-g-1的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1000][1001]
其中,r各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基,不同位置的r可以相同,也可以不同;
[1002]
通式3-g-1-1的典型结构可以举例如下:
[1003][1004]
其中,r、r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1005]
通式3-g-1-2的典型结构可以举例如下:
[1006][1007]
通式3-g-1-3的典型结构可以举例如下:
[1008][1009]
通式3-g-1-4的典型结构可以举例如下:
[1010][1011]
通式3-g-2的典型结构可以举例如下:
[1012][1013]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1014]
其中,通式3-g-3的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1015][1016]
其中,r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1017]
通式3-g-3-1的典型结构可以举例如下:
[1018][1019]
其中,r、r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;通式3-g-3-2的典型结构可以举例如下:
[1020][1021]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1022]
通式3-g-3-3的典型结构可以举例如下:
[1023][1024]
通式3-g-3-4的典型结构可以举例如下:
[1025][1026]
通式3-g-3-5的典型结构可以举例如下:
[1027][1028]
通式3-g-3-6的典型结构可以举例如下:
[1029][1030]
通式3-g-3-7的典型结构可以举例如下:
[1031][1032]
其中,r、r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1033]
通式3-g-3-13的典型结构可以举例如下:
[1034][1035]
其中,r、r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1036]
通式3-g-3-14的典型结构可以举例如下:
[1037][1038]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1039]
通式3-g-3-19的典型结构可以举例如下:
[1040][1041]
其中,r、r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1042]
其中,通式3-g-4的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1043][1044]
通式3-g-4-1的典型结构可以举例如下:
[1045][1046][1047]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1048]
通式3-g-4-2的典型结构可以举例如下:
[1049][1050]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1051]
通式3-g-4-3的典型结构可以举例如下:
[1052][1053]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1054]
通式3-g-4-4的典型结构可以举例如下:
[1055][1056]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1057]
其中,通式3-g-5的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1058][1059]
其中,通式3-g-5-1的力敏团,其优选自以下通式结构:
[1060][1061]
其中,r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1062]
通式3-g-5-1-1的典型结构可以举例如下:
[1063][1064]
其中,r、r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1065]
通式3-g-5-1-2的典型结构可以举例如下:
[1066][1067]
其中,r、r1各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1068]
其中,通式3-g-5-2的力敏团,其优选自以下通式结构:
[1069][1070]
其中,r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1071]
其中,通式3-g-5-3的力敏团,其优选自以下通式结构:
[1072][1073]
其中,r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚
合物链残基;
[1074]
其中,通式3-g-6的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1075][1076]
通式3-g-6-1的典型结构可以举例如下:
[1077][1078]
其中,r、r1各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1079]
其中,通式3-g-7的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1080][1081]
其中,通式3-g-7-1的力敏团,其优选自以下通式结构:
[1082][1083]
其中,r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1084]
其中,通式3-g-7-2的力敏团,其优选自以下通式结构:
[1085][1086]
其中,r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1087]
其中,通式3-g-8的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1088][1089]
在本发明中,所述杂da系列逆环化机理的共价单力敏团是指其中含有杂da力敏基元的单力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1090][1091]
其中,p1选自氧原子、硫原子、氮原子、硅原子、硒原子;p2选自碳原子、氮原子、硅原
子;c1、c2分别表示与p1、p2相连的连接个数;当p1选自氧原子、硫原子、硒原子时,c1=0;当p1、p2选自氮原子时, c1、c2=1;当p1、p2选自碳原子、硅原子时,c2=2;i选自氧原子、硫原子、仲胺基及其取代形式、酰胺基、酯基、二价小分子烃基,更优选自氧原子、亚甲基、1,2-亚乙基、1,2-亚乙烯基、1,1
’-
乙烯基、仲胺基的取代形式、酰胺基、酯基;表示的环状结构为芳香族环或杂化芳香族环,其环状结构的成环原子各自独立地选自碳原子、氮原子或者其他杂原子,环状结构优选自6~50元环,更优选自6-12元环;各个成环原子上的氢原子可以被取代,或者不被取代,其中,当成环原子选自氮原子时,氮原子可以带有正电荷;所述的环状结构优选为苯环、萘环、蒽环及以上基团的被取代形式;n表示与环状结构的成环原子相连的连接个数;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合;
[1092]
其中,通式3-h-1的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1093][1094]
通式3-h-1-1的典型结构可以举例如下:
[1095][1096]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1097]
通式3-h-1-2的典型结构可以举例如下:
[1098][1099]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1100]
通式3-h-1-3的典型结构可以举例如下:
[1101][1102]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1103]
通式3-h-1-4的典型结构可以举例如下:
[1104][1105]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1106]
通式3-h-1-5的典型结构可以举例如下:
[1107][1108]
其中,通式3-h-2的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1109][1110]
其中,通式3-h-3的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1111][1112]
其中,通式3-h-4的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1113][1114]
通式3-h-4-1的典型结构可以举例如下:
[1115][1116]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1117]
通式3-h-4-2的典型结构可以举例如下:
[1118][1119]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1120]
通式3-h-4-3的典型结构可以举例如下:
[1121][1122]
其中,r、r1各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1123]
通式3-h-4-7的典型结构可以举例如下:
[1124][1125]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1126]
通式3-h-4-8的典型结构可以举例如下:
[1127][1128]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1129]
通式3-h-4-9的典型结构可以举例如下:
[1130][1131]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1132]
通式3-h-4-10的典型结构可以举例如下:
[1133][1134]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1135]
通式3-h-4-13的典型结构可以举例如下:
[1136][1137]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1138]
通式3-h-4-14的典型结构可以举例如下:
[1139][1140]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1141]
通式3-h-4-15的典型结构可以举例如下:
[1142][1143]
其中,r、r1各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1144]
通式3-h-4-16的典型结构可以举例如下:
[1145][1146]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1147]
通式3-h-4-19的典型结构可以举例如下:
[1148][1149]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1150]
通式3-h-4-20的典型结构可以举例如下:
[1151][1152]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1153]
通式3-h-4-21的典型结构可以举例如下:
[1154][1155]
其中,r、r1各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1156]
通式3-h-4-22的典型结构可以举例如下:
[1157][1158]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1159]
其中,通式3-h-5的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1160][1161]
通式3-h-5-1的典型结构可以举例如下:
[1162][1163]
其中,r、r1各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;通式3-h-5-2的典型结构可以举例如下:
[1164][1165]
其中,r选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1166]
通式3-h-5-3的典型结构可以举例如下:
[1167][1168]
其中,r、r1各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1169]
通式3-h-5-4的典型结构可以举例如下:
[1170][1171]
其中,r、r1各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1172]
通式3-h-5-5的典型结构可以举例如下:
[1173][1174]
其中,r1选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1175]
其中,通式3-h-6的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1176][1177]
在本发明中,所述光控da系列逆环化机理的共价单力敏团是指其中含有光控锁定基元以及对机械力敏感的da基元的单力敏团,其中,da基元可作为光控锁定基元的一部分;其中,光控锁定基元的存在,使得力敏团能够在不同的光照条件下具有不同的结构,并且对机械力体现出不同的响应效果,从而达到锁定/解锁定力敏基元的目的;在光控解锁定状态下,其中的da力敏基元能够在机械力下作用下进行逆da 化学反应,从而使得聚合物直接和/或间接地发生化学信号改变,达到对机械力的特异性响应并获得力致响应性能/效果;当力敏基元被锁定时,其无法在机械力作用下进行活化来体现力敏特性,或更难在机械力
作用下进行活化来体现力敏特性。利用此特性,可以通过选择特定的光照条件对材料的力化学性能进行调控,达到锁定/解锁定的调节效果,增加了力敏团的适用性和功能响应性。其中,通常选用紫外光(一般选用 310~380nm波长范围的紫外光)对力敏团进行锁定,而选用可见光(一般选用大于420nm的波长范围的可见光)对力敏团进行解锁定。在本发明中作为光源的紫外光和可见光,其来源形式多样并不受限制,其可以利用高压水银灯、金属卤素灯、水银灯、氙气灯、led灯等直接产生所需波长的紫外光或可见光,也可以利用荧光团通过能量转移(包括上转换荧光或下转换荧光)的形式得到的紫外光或可见光;所述的荧光团,其可以选自有机荧光团、有机金属荧光团、有机元素荧光团、生物荧光团、无机荧光团、有机-无机杂化荧光团等。
[1178]
在本发明中,所述的光控锁定基元,其含有如下结构单元:
[1179][1180]
其中,表示与聚合物链、交联网络链、力敏团或者其他任意合适的基团/原子的连接;同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合。
[1181]
在本发明中,所述的diels-alder力敏基元,其含有如下结构单元中的至少一种:
[1182][1183]
其中,k0选自碳原子、氧原子、硫原子、氮原子;a0表示与k0相连的连接个数;当k0选自氧原子、硫原子时,a0=0;当k0选自氮原子时,a0=1;当k0选自碳原子时,a0=2。
[1184]
在本发明中,所述光控da系列逆环化机理的共价单力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1185][1186]
其中,k1、k2、k3、k4、k5、k6各自独立地选自碳原子、氧原子、硫原子、氮原子,且在k1、k2,或k3、 k4,或k5、k6中至少有一个选自碳原子;a1、a2、a3、a4、a5、a6分别表示与k1、k2、k3、k4、k5、k6相连的连接个数;当k1、k2、k3、k4、k5、k6各自独立地选自氧原子、硫原子时,a1、a2、a3、a4、a5、a6=0;当k1、k2、k3、k4、k5、k6各自独立地选自氮原子时,a1、a2、a3、a4、a5、a6=1;当k1、k2、k3、k4、 k5、k6各自独立地选自碳原子时,a1、a2、a3、a4、a5、a6=2;i1、i2、i3各自独立地不存在,或各自独立地选自氧原子、1,1'-羰基、亚甲基及其取代形式、1,2-亚乙基及其取代形式、1,1’-
乙烯基及其取代形式;当i1、 i2、i3各自独立地不存在时,b=2;当i1、i2、i3各自独立地选自氧原子、1,1'-羰基、亚甲基及其取代形式、 1,2-亚乙基及其取代形式、1,1
’-
乙烯基及其取代形式时,b=1;m选自氧原子、氮原子、二价烷氧基链( n=2、3、4),优选氧原子、氮原子;c表示与m相连的连接个数;当m选自氧原子、二价烷氧基链时,c=0;当m选自氮原子时,c=1;c1、c2、c3、c4、c5、c6表示不同位置的碳原子;同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环,其中,优选在k1与k2之间,k3与k4之间,k5与k6之间,c1与c2之间,c3与c4之间,c5与c6之间成环;所成的环可以为任意元数的环,优选五元环和六元环,其可以为脂肪族环、芳香族环、醚环、缩合环及其组合,成环原子各自独立地选自碳原子、氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、硒原子或其他杂原子,成环原子上的氢原子可以被任一取代基取代,也可以不被取代;其中,k1与k2之间,k3与k4之间,k5与k6之间所成的环优选以下结构:
[1187]
c1与c2之间,c3与c4之间所成的环优选以下结构:
[1188][1189]
c5与c6之间所成的环优选以下结构:
[1190][1191]
其中,通式3-i-1的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1192][1193][1194]
其中,r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;e1、 e2各自独立地选自以下任一种结构:
[1195][1196]
通式3-i-1的典型结构可以举例如下:
[1197][1198]
其中,r各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基,r更优选为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、羟基、氨基、羧基、酯基、氰基、甲基、乙基、丙基、乙烯基、三氟甲基、苯基、吡啶基,更优选为氢原子、氟原子、氰基、甲基、苯基;r1选自以下任一种结构:氢原子、小分子烃基、聚合物链残基;r0各自独立地选自以下基团:-h、-ch3、-f、-cl、-br、-cooh、-cn、cn、cn、不同位置的r、r0可以相同、也可以不相同;
[1199]
其中,通式3-i-2的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1200][1201]
其中,e1、e2各自独立地选自以下任一种结构:
[1202][1203]
通式3-i-2的典型结构可以举例如下:
[1204][1205]
其中,r各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基,r更优选为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、羟基、氨基、羧基、酯基、氰基、甲基、乙基、丙基、乙烯基、三氟甲基、苯基、吡啶基,更优选为氢原子、氟原子、氰基、甲基、苯基;r1选自以下任一种结构:氢原子、小分子烃基、聚合物链残基;r0各自独立地选自以下基团:-h、-ch3、-f、-cl、-br、-cooh、-cn、cn、cn、不同位置的r、r0可以相同、也可以不相同;
[1206]
其中,通式3-i-3的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1207][1208]
其中,r1、r2、r3、r4各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;e选自以下任一种结构:
[1209][1210]
通式3-i-3的典型结构可以举例如下:
[1211]
[1212][1213]
其中,r各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基,r更优选为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、羟基、氨基、羧基、酯基、氰基、甲基、乙基、丙基、乙烯基、三氟甲基、苯基、吡啶基,更优选为氢原子、氟原子、氰基、甲基、苯基;r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、小分子烃基、聚合物链残基;r0各自独立地选自以下基团:-h、-ch3、-f、-cl、-br、
ꢀ-
cooh、-cn、cn、不同位置的r、r0可以相同、也可以不相同;
[1214]
其中,通式3-i-4的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1215][1216]
其中,e选自以下任一种结构:
[1217]
[1218][1219]
通式3-i-4的典型结构可以举例如下:
[1220][1221]
其中,r各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基,r更优选为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、羟基、氨基、羧基、酯基、氰基、甲基、乙基、丙基、乙烯基、三氟甲基、苯基、吡啶基,更优选为氢原子、氟原子、氰基、甲基、苯基;r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、小分子烃基、聚合物链残基;r0各自独立地选自以下基团:-h、-ch3、-f、-cl、-br、
ꢀ-
cooh、-cn、cn、不同位置的r、r0可以相同、也可以不相同;
[1222]
其中,通式3-i-5的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1223][1224][1225]
其中,r1、r2、r3、r4、r5、r6各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1226]
通式3-i-5的典型结构可以举例如下:
[1227][1228]
其中,r各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基,r更优选为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、羟基、氨基、羧基、酯基、氰基、甲基、乙基、丙基、乙烯基、三氟甲基、苯基、吡啶基,更优选为氢原子、氟原子、氰基、甲基、苯基;r1、r2、r3各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、小分子烃基、聚合物链残基;不同位置的r可以相同、也可以不相同;
[1229]
其中,通式3-i-6的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1230][1231]
通式3-i-6的典型结构可以举例如下:
[1232][1233]
其中,r各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基,r更优选为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、羟基、氨基、羧基、酯基、氰基、甲基、乙基、丙基、乙烯基、三氟甲基、苯基、吡啶基,更优选为氢原子、氟原子、氰基、甲基、苯基;r1、r2、r3各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、小分子烃基、聚合物链残基;不同位置的r可以相同、也可以不相同;
[1234]
其中,通式3-i-7的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1235][1236]
其中,r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;e选自以下任一种结构:
[1237][1238]
f选自以下任一种结构:
[1239][1240]
通式3-i-7的典型结构可以举例如下:
[1241][1242][1243]
其中,r各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基,r更优选为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、羟基、氨基、羧基、酯基、氰基、甲基、乙基、丙基、乙烯基、三氟甲基、苯基、吡啶基,更优选为氢原子、氟原子、氰基、甲基、苯基;r1选自以下任一种结构:氢原子、小分子烃基、聚合物链残基;r0选自以下基团:-h、-ch3、-f、-cl、-br、-cooh、-cn、
不同位置的r可以相同、也可以不相同;
[1244]
其中,通式3-i-8的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1245][1246]
其中,e选自以下任一种结构:
[1247][1248]
f选自以下任一种结构:
[1249][1250]
通式3-i-8的典型结构可以举例如下:
[1251][1252][1253]
其中,r各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基,r更优选为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、羟基、氨基、羧基、酯基、氰基、甲基、乙基、丙基、乙烯基、三氟甲基、苯基、吡啶基,更优选为氢原子、氟原子、氰基、甲基、苯基;r1选自以下任一种结构:氢原子、小分子烃基、聚合物链残基;r0选自以下基团:-h、-ch3、-f、-cl、-br、-cooh、-cn、cn、不同位置的r可以相同、也可以不相同;
[1254]
其中,通式3-i-9的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1255][1256]
其中,r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;g选自以下任一种结构:
[1257][1258]
通式3-i-9的典型结构可以举例如下:
[1259]
[1260][1261]
其中,r各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基,r更优选为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、羟基、氨基、羧基、酯基、氰基、甲基、乙基、丙基、乙烯基、三氟甲基、苯基、吡啶基,更优选为氢原子、氟原子、氰基、甲基、苯基;不同位置的r可以相同、也可以不相同;r1选自以下任一种结构:氢原子、小分子烃基、聚合物链残基;
[1262]
其中,通式3-i-10的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1263][1264]
其中,g选自以下任一种结构:
[1265][1266]
通式3-i-10的典型结构可以举例如下:
[1267][1268]
其中,r各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基,r更优选为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、羟基、氨基、羧基、酯基、氰基、甲基、乙基、丙基、乙烯基、三氟甲基、苯基、吡啶基,更优选为氢原子、氟原子、氰基、甲基、苯基;不同位置的r可以相同、也可以不相同;r1选自以下任一种结构:氢原子、小分子烃基、聚合物链残基;
[1269]
其中,通式3-i-11的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1270][1271]
其中,r1、r2、r3、r4各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;f选自以下任一种结构:
[1272][1273]
通式3-i-11的典型结构可以举例如下:
[1274]
[1275][1276]
其中,r各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基,r更优选为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、羟基、氨基、羧基、酯基、氰基、甲基、乙基、丙基、乙烯基、三氟甲基、苯基、吡啶基,更优选为氢原子、氟原子、氰基、甲基、苯基;r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、小分子烃基、聚合物链残基;不同位置的r可以相同、也可以不相同;
[1277]
其中,通式3-i-12的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1278][1279]
其中,f选自以下任一种结构:
[1280][1281]
通式3-i-12的典型结构可以举例如下:
[1282][1283]
其中,r各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基,r更优选为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、羟基、氨基、羧基、酯基、氰基、甲基、乙基、丙基、乙烯基、三氟甲基、苯基、吡啶基,更优选为氢原子、氟原子、氰基、甲基、苯基;r1、r2各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、小分子烃基、聚合物链残基;不同位置的r可以相同、也可以不相同。
[1284]
在本发明中,所述da系列、杂da系列、光控da系列逆环化机理的共价单力敏团也能够通过热活化作用进行逆环化反应从而使得力敏团解离。
[1285]
在本发明中,所述[4 4]环加成系列逆环化机理的共价单力敏团是指其中含有[4 4]环加成力敏基元的单力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1286][1287]
其中,表示的环状结构为芳香族环或杂化芳香族环,其环状结构的成环原子各自独立地选自碳原子、氮原子或者其他杂原子,环状结构优选自6~50元环,更优选自6-12元环;各个成环原子上的氢原子可以被取代,或者不被取代,其中,当成环原子选自氮原子时,氮原子可以带有正电荷;所述的环状结构优选为苯环、萘环、蒽环、氮杂苯、氮杂萘、氮杂蒽及以上基团的被取代形式;i6~i
14
各自独立地选自氧原子、硫原子、酰胺基、酯基、亚胺基、二价小分子烃基,更优选自氧原子、亚甲基、1,2-二亚乙基、1,2-亚乙烯基、酰胺基、酯基、亚胺基;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环,所述的环包括但不仅限于脂肪族环、醚环、缩合环及其组合;
[1288]
其中,通式3-j-1的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1289]
[1290]
其中,r1、r2、r3、r4各自独立地选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1291]
通式3-j-1的典型结构可以举例如下:
[1292][1293]
其中,通式3-j-2的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1294][1295]
通式3-j-2的典型结构可以举例如下:
[1296][1297]
其中,通式3-j-3的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1298][1299]
通式3-j-3的典型结构可以举例如下:
[1300][1301]
其中,通式3-j-4的力敏团,其优选自以下通式结构中的一亚类:
[1302][1303]
通式3-j-4的典型结构可以举例如下:
[1304][1305]
其中,通式3-j-5的力敏团,其优选自以下通式结构中的一亚类:
[1306][1307]
通式3-j-5的典型结构可以举例如下:
[1308][1309]
其中,通式3-j-6的力敏团,其优选自以下通式结构中的一亚类:
[1310][1311]
通式3-j-6的典型结构可以举例如下:
[1312][1313]
其中,r1选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1314]
其中,通式3-j-7的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1315][1316]
通式3-j-7的典型结构可以举例如下:
[1317][1318]
其中,通式3-j-8的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1319][1320]
通式3-j-8的典型结构可以举例如下:
[1321][1322]
其中,通式3-j-9的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1323][1324]
其中,通式3-j-10的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1325][1326]
其中,通式3-j-11的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1327][1328]
通式3-j-11的典型结构可以举例如下:
[1329][1330]
其中,r1选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1331]
其中,通式3-j-12的力敏团,其优选自以下通式结构中的一亚类:
[1332]
[1333]
其中,通式3-j-13的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1334][1335]
通式3-j-13的典型结构可以举例如下:
[1336][1337]
其中,r1选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1338]
其中,通式3-j-14的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1339][1340]
其中,通式3-j-15的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1341][1342]
其中,通式3-j-16的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1343][1344]
通式3-j-16的典型结构可以举例如下:
[1345]
[1346][1347]
其中,r1选自以下任一种结构:氢原子、杂原子基团、小分子烃基、聚合物链残基;
[1348]
其中,通式3-j-17的力敏团,其优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1349][1350]
通式3-j-17的典型结构可以举例如下:
[1351][1352]
在本发明中,所述[4 4]环加成系列逆环化机理的共价单力敏团也可以在一定频率的紫外光照射下进行逆环化反应从而使得力敏团解离。
[1353]
在本发明中,基于电环化机理的共价单力敏团包括但不仅限于以下系列:六元环系列、五元环系列、三元环系列。
[1354]
在本发明中,所述六元环系列电环化机理的共价单力敏团是指其中含有六元环力
敏基元的单力敏团,其结构通式包括但不仅限于如下类:
[1355][1356]
其中,x选自氧原子、硫原子、硒原子、碲原子、c-r、n-r,优选自氧原子;y选自c-r、氮原子;r各自独立为任意合适的原子、取代基、取代聚合物链;m是一种金属原子,其选自be、zn、cu、co、hg、 pb、pt、fe、cr、ni,优选be、zn、cu、co;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基、参与力活化或不参与力活化的取代聚合物链相连,同一个原子上的不同可以连接成环,不同原子上的也可以连接成环。在同一个结构式的不同位置上,具有相同符号的基团或结构相互独立,可以相同也可以不相同。
[1357]
本发明所述的含有结构通式(4-a-1)的六元环单力敏团,其进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1358][1359]
其中,x1各自独立地选自氧原子、硫原子、硒原子、碲原子、c-r、n-r,优选自氧原子;y1各自独立地选自c-r、氮原子;z1选自c-(r)2、氮原子、硫原子、氧原子、碲原子,优选c-(r)2、氮原子;z2选自硫原子、氧原子、硒原子、碲原子、c-(r)2、氮原子,优选c-(r)2、氮原子;当z1或z2选自硫原子、氧原子、硒原子、碲原子、c-(r)2时,与之相连接的个数为0;表示任意元数的芳香族环;n为与构成环的原子相连的氢原子、取代原子、取代基、取代聚合物链的个数总数,其为0、1或大于1的整数x、y、r、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1360]
本发明所述的含有结构通式(4-a-1)的六元环单力敏团,其更进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1361]
[1362][1363]
其中,x、x1、y、y1、r、z1、z2、n、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1364]
本发明所述的含有结构通式(4-a-1)的六元环单力敏团,其更进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1365]
[1366][1367]
其中,x2各自独立地选自碳原子、氧原子、硫原子、n-r;x3各自独立地选自氧原子、硫原子、n-r;x、 x1、y、y1、r、z1、z2、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1368]
在本发明中,所述的含有结构通式(4-a-1)的六元环单力敏团,其结构可举例如下:
[1369]
[1370]
[1371]
[1372]
[1373]
[1374]
[1375]
[1376][1377]
其中,x、x1、x2、x3、y、y1、r的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述;各自独立与参与力活化的聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1378]
本发明所述的含有结构通式(4-a-2)的六元环单力敏团,其进一步优选自但不仅限于如下结构中:
[1379][1380]
其中,x、r、z1、z2、n、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1381]
本发明所述的含有结构通式(4-a-2)的六元环单力敏团,其更进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1382][1383]
其中,x、z1、z2、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述;在此不再赘述;表示任意元数的芳香族环。
[1384]
本发明所述的含有结构通式(4-a-2)的六元环单力敏团,其更进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1385][1386]
其中,x、r、z1、z2、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1387]
在本发明中,所述的含有结构通式(4-a-2)的六元环单力敏团,其结构可举例如下:
[1388][1389]
其中,各自独立与参与力活化的聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1390]
本发明所述的含有结构通式(4-a-3)的六元环单力敏团,其进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1391][1392]
其中,x、m、的选取范围如本系列力敏团前面所述,再此不再赘述。
[1393]
本发明所述的含有结构通式(4-a-3)的六元环单力敏团,其更进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1394][1395]
其中,x、m、n、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述;表示任意元数的芳香族环。
[1396]
本发明所述的含有结构通式(4-a-3)的六元环单力敏团,其更进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1397]
[1398]
其中,m、r、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1399]
在本发明中,所述的含有结构通式(4-a-3)的六元环单力敏团,其结构可举例如下:
[1400][1401][1402]
其中,各自独立与参与力活化的聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1403]
本发明所述的含有结构通式(4-a-4)的六元环单力敏团,其进一步优选自但不仅限于如下结构中:
[1404][1405]
其中,x、y、z1、z2、n的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1406]
本发明所述的含有结构通式(4-a-4)的六元环单力敏团,其更进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1407][1408]
其中,x、y、z1、z2、n、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1409]
本发明所述的含有结构通式(4-a-4)的六元环单力敏团,其更进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1410][1411]
其中,x、y、r、z1、z2、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1412]
在本发明中,所述的含有结构通式(4-a-4)的六元环单力敏团,其结构可举例如
下:
[1413][1414][1415]
其中,x、y的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述;各自独立与参与力活化的聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1416]
本发明所述的含有结构通式(4-a-5)的六元环单力敏团,其进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1417][1418]
其中,的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1419]
本发明所述的含有结构通式(4-a-5)的六元环单力敏团,其更进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1420][1421]
其中,n、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1422]
本发明所述的含有结构通式(4-a-5)的六元环单力敏团,其更进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1423][1424]
其中,r、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1425]
在本发明中,所述的含有结构通式(4-a-5)的六元环单力敏团,其结构可举例如下:
[1426][1427]
其中,各自独立与参与力活化的聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1428]
本发明所述的含有结构通式(4-a-6)的六元环单力敏团,其进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1429][1430]
其中,x、r、n、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1431]
本发明所述的含有结构通式(4-a-6)的六元环单力敏团,其更进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1432][1433]
其中,x、r、n、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1434]
本发明所述的含有结构通式(4-a-6)的六元环单力敏团,其更进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1435][1436]
其中,r、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1437]
在本发明中,所述的含有结构通式(4-a-6)的六元环单力敏团,其结构可举例如下:
[1438]
[1439]
[1440][1441]
其中,x的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述;各自独立与参与力活化的聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1442]
本发明所述的含有结构通式(4-a-7)的六元环单力敏团,其进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1443][1444]
其中,x、z2、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1445]
本发明所述的含有结构通式(4-a-7)的六元环单力敏团,其更进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1446][1447]
其中,x、z2、n的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1448]
本发明所述的含有结构通式(4-a-7)的六元环单力敏团,其更进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1449][1450]
其中,r、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1451]
在本发明中,所述的含有结构通式(4-a-7)的六元环单力敏团,其结构可举例如下:
[1452]
[1453][1454]
其中,各自独立与参与力活化的聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1455]
在本发明中,所述五元环系列电环化机理的共价单力敏团是指其中含有五元环力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1456]
[1457]
其中,a0选自a1选自a2选自选自各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1458]
其中,通式4-b-1所示的结构优选自以下通式结构:
[1459][1460]
其中,t1各自独立为取代基团,优选为吸电子基团,且两个t1之间可以相连成环;
[1461]
其中,为含有双键的共轭环结构或杂环结构;*为连接位置,其中位置1与可被力活化的键相连,位置2与五元环的另一个连接原子相连;n为的个数总数,其为0、1或大于1的整数,m为其中r的个数,其为0、1或大于1的整数;其中,位置1一侧的成环原子与相连,位置2一侧的成环原子和虚线所示的对称轴上的成环原子与r相连;所述的环结构优选为因其同时对光敏感,可以实现力、光的双重响应;
[1462]
其中,r各自独立选自任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及不参与力活化的取代聚合物链;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连;
[1463]
具体地,通式4-b-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1464][1465]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1466]
其中,通式4-b-2的力敏团,其进一步优选自以下通式结构:
[1467][1468]
其中,a0、的定义、选择范围同通式4-b-2;为带正电荷的共轭环结构或杂环结构,其中的n为的个数总数,其为0、1或大于1的整数;为芳香族环结构,n为的个数总数,其为0、1或大于1 的整数;为带有强吸电子基和/或杂原子的共轭环结构或杂环结构,n为的个数总数,其为0、1或大于1的整数;为共轭环结构或共轭杂环结构,n为的个数总数,其为0、1或大于1的整数;
[1469]
具体地,通式4-b-2的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1470][1471]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1472]
其中,通式4-b-3至4-b-6所示的结构进一步优选为以下通式结构:
[1473][1474]
其中,e1各自独立选自以下所示的两种结构中的一种:其中,各自独立为芳香族环结构,n为与构成芳香族环的原子相连的原子(包括氢原子)、取代基、取代聚合物链的个数总数,其为0、 1或大于1的整数;e2为任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链,优选为e1;同一结构中,当e2的选择范围为e1时,e1和e2各自独立;a1的定义、选择范围、优选范围同通式4-b-3;t2各自独立为取代基团,优选为吸电子基团,且通式4-b-4-1、4-b-6-1中两个t2之间可以相连成环;为含有至少一个氮原子的杂环,a
x
为碳原子或氮原子,n为杂环上与成环原子相连的的个数总数,其为1或大于1的整数;为芳香族环结构,r各自独立选自任意合适的原子(包括氢原子)、取代基、不参与力活化的取代聚合物链;n为r个数的总数,其为0、1或大于1的整数;r各自独立选自任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及不参与力活化的取代聚合物链;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1475]
在本发明的一种实施方式中,优选所述的力敏基元与一些特定结构相连从而实现对特定金属离子响应的结构,使力敏团除力响应外兼具离子检测功能。作为举例,可以实现对特定金属离子响应的典型结构列举如下,但本发明不仅限于此:
[1476]
cu
2
::hg
2

[1477]
其中,x各自独立选自x各自独立选自r各自独立选自任意合适的原子(包括氢原子)、取代基、不参与力活化的取代聚合物链;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1478]
在本发明的另一种实施方式中,优选所述的力敏基元可与金属离子鳌合并实现力致离子释放的结构,作为举例,可与金属离子鳌合并实现力致离子释放的典型结构列举如下,但本发明不仅限于此:
[1479][1480]
其中,x各自独立选自x各自独立选自r各自独立选自任意合适的原子(包括氢原子)、取代基、不参与力活化的取代聚合物链;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1481]
在本发明的另一种实施方式中,优选所述的力敏基元可与能量受体相连且力活化后可以实现能量转移的结构;作为举例,与能量受体相连且力活化后可以实现能量转移的典型结构如以下所举,但本发明不仅限于此:
[1482][1483][1484]
其中,l为任意合适的共价连接基,其长度小于10nm;r各自独立选自任意合适的原子(包括氢原子)、取代基、不参与力活化的取代聚合物链;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1485]
具体地,通式4-b-3所示的其他典型结构举例如下,但本发明不仅限于此:
[1486][1487][1488]
其中,a1的定义、选择范围、优选范围同通式4-b-3;x各自独立选自
各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1489]
其中,r各自独立地选自任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及不参与力活化的取代聚合物链;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1490]
具体地,通式4-b-4所示的典型结构举例如下,但本发明不仅限于此:
[1491][1492][1493]
其中,x各自独立选自x各自独立选自x各自独立选自各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1494]
具体地,通式4-b-5所示的典型结构举例如下,但本发明不仅限于此:
[1495][1496]
其中,x各自独立选自x各自独立选自x各自独立选自各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1497]
具体地,通式4-b-6所示的典型结构举例如下,但本发明不仅限于此:
[1498][1499]
其中,x各自独立选自x各自独立选自x各自独立选自各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1500]
其中,通式4-b-7所示的结构优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1501][1502]
其中,r各自独立地选自任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及不参与力活化的取代聚合物链;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连;e1、e2的定义、选择范围、优选范围同通式4-b-3-1;为芳香族环结构,*为连接位置,其中位置1与碳原子相连,位置2与氧原子相连;其中,位置1一侧的成环原子和虚线所示的对称轴上的成环原子与r相连,位置2一侧的成环原子与相
连;n为与构成芳香族环的原子相连的r的个数总数,m为个数总数;t3各自独立选自以下所示的两种结构中的一种:当同一式中的两个t3选自同一结构时,t3的具体结构可以相同,也可以不相同;其中,各自独立为芳香族环结构,n为与构成芳香族环的原子相连的原子(包括氢原子)、取代基、取代聚合物链的个数总数,其为0、1或大于1的整数。
[1503]
具体地,通式4-b-7的典型结构举例如下,但本发明不仅限于此:
[1504][1505]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1506]
螺环力敏团可以在金属离子、质子以及其他配位体的存在下调控热、光、力致活化并产生配位作用,从而调控热致变色、热致交联、光致变色、光致交联、力致变色、力致交联等性能;通过设计和调整螺环力敏团的取代基,特别是配位性或含有配位基团的取代基,可以进一步调控活化的螺环力敏团与金属离子等配位体的配位作用,如配位数、配位强度、光学特性、催化特性等,获得更加广泛和可调的光致、热致以及力致性能等。
[1507]
在本发明中,所述三元环系列电环化机理的共价单力敏团是指其中含有三元环(包括三元环和四元环/ 五元环等环并环的结构)力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1508][1509]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连;a选自-o-、-s-、其中,e各自独立选自氢原子、卤素原子、烷基、烷氧基。
[1510]
其中,通式4-c-1-1所示的结构进一步优选自以下通式结构:
[1511][1512]
其中,e
x
各自独立选自卤素原子,优选氟原子、溴原子、氯原子;r各自独立选自任意合适的原子(包括氢原子)、取代基、不参与力活化的取代聚合物链;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连;
[1513]
其中,通式4-c-1-1中的e
x
为溴原子时,其力活化后可与体系中的羧基反应,实现力致交联增强的特殊效果;通式4-c-1-2所示的结构力活化后可释放卤化氢,实现力致酸碱
度的变化;通式4-c-1-10力活化后中心的五元环可形成呋喃基,可与体系中的其他合适的基团反应,实现力致交联增强的特殊效果;通式 4-c-1-12所示的力敏团力活化后可与体系中的羧基反应,实现力致增强的特殊效果;通式4-c-1-13所示的力敏团力活化后变色,不仅可实现力致变色,而且可与体系中的双烯基、炔基等基团反应实现力致交联增强的特殊效果,因此更为优选。
[1514]
通式4-c-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1515][1516]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1517]
在本发明中,所述炔-呋喃加合物系列弯曲活化机理的共价单力敏团是指其中含有炔-呋喃加合物力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1518][1519]
其中,r各自独立选自任意合适的原子(包括氢原子)、取代基、不参与力活化的取代聚合物链;各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1520]
通式5-a-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1521][1522]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1523]
在本发明中,所述蒽-三唑啉二酮加合物系列弯曲活化机理的共价单力敏团是指其中含有蒽-三唑啉二酮加合物力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1524][1525]
其中,r各自独立选自任意合适的原子(包括氢原子)、取代基、不参与力活化的取代聚合物链;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连;该力敏团力活化后生成的蒽基具有荧光效应,可以实现包括但不仅限于力致荧光等特殊效果,优选蒽基与其他具有荧光增强效应的功能基团相连,使力致荧光效果更为显著;该力敏团力活化后生成的三唑啉二酮基可与双烯基等基团进行加合反应,当r为不参与力活化的取代聚合物链或与另一个力敏团中的三唑啉二酮基相连,且体系中同时含有双烯基等基团时,可以实现包括但不仅限于力致化学反应、力致交联增强等特殊效果,因此也较为优选。
[1526]
通式5-b-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1527][1528]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1529]
在本发明中,所述炔基系列弯曲活化机理的共价单力敏团是指其中含有炔基力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下所举:
[1530][1531]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连;该系列力敏团弯曲活化后可与叠氮基发生无需催化剂的叠氮-炔点击反应,实现包括但不仅限于力致交联等特殊效果。
[1532]
通式5-c-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1533][1534]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1535]
在本发明中,所述偶氮苯基系列弯曲活化机理的共价单力敏团是指其中含有偶氮苯基力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下所举:
[1536][1537]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连;该系列力敏团弯曲活化后可发生相变,实现包括但不仅限于力致软化等特殊效果。
[1538]
通式5-d-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1539][1540]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1541]
在本发明中,基于其他机理的共价单力敏团包括但不仅限于以下系列:双亚硝酸盐系列、1,1
’-
联稠环系列、双硫代马来酰亚胺系列、michael反应系列。
[1542]
在本发明中,所述双亚硝酸盐系列其他机理的共价单力敏团是指其中含有双亚硝酸盐力敏基元的单力敏团,其结构通式包括但不仅限于如下类:
[1543][1544]
其中,x选自氧原子、硫原子,优选自氧原子;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。在同一个结构式的不同位置上,具有相同符号的基团或结构相互独立,可以相同也可以不相同。
[1545]
在本发明中,所述双亚硝酸盐系列其他机理的共价单力敏团,其结构可举例如下:
[1546][1547]
其中;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。在同一个结构式的不同位置上,具有相同符号的基团或结构相互独立,可以相同也可以不相同。
[1548]
在本发明中,所述1,1
’-
联稠环系列其他机理的共价单力敏团是指其中含有1,1
’-
联稠环力敏基元的单力敏团,其结构通式包括但不仅限于如下类:
[1549][1550]
其中,r各自独立为任意合适的原子、取代基、取代聚合物链;表示任意元数的芳香族环;所述的芳香族环,其可为任一种芳环或芳杂环,且成环原子各自独立地为碳原子或杂原子;所述的杂原子可选自氮原子、氧原子、硫原子、磷原子、硅原子、硼原子;芳香族环成环原子上的氢原子可以被任意取代基取代,也可以不被取代;其可以为单环结构、多环结构、稠环结构。表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。在同一个结构式的不同位置上,具有相同符号的基团或结构相互独立,可以相同也可以不相同。
[1551]
在本发明中,所述1,1
’-
联稠环系列其他机理的共价单力敏团,其结构可举例如下:
[1552][1553]
其中,表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。在同一个结构式的不同位置上,具有相同符号的基团或结构相互独立,可以相同也可以不相同。
[1554]
在本发明中,所述双硫代马来酰亚胺系列其他机理的共价单力敏团是指其中含有双硫代马来酰亚胺力敏基元的单力敏团,其结构通式包括但不仅限于如下类:
[1555][1556]
其中,表示任意元数的芳香族环;所述的芳香族环,其可为任一种芳环或芳杂环,且成环原子各自独立地为碳原子或杂原子;所述的杂原子可选自氮原子、氧原子、硫原子、磷原子、硅原子、硼原子;芳香族环成环原子上的氢原子可以被任意取代基取代,也可以不被取代;其可以为单环结构、多环结构、稠环结构。表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。在同一个结构式的不同位置上,具有相同符号的基团或结构相互独立,可以相同也可以不相同。
[1557]
在本发明中,所述双硫代来酰亚胺系列其他机理的共价单力敏团,其结构可举例如下:
[1558][1559]
其中,表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。在同一个结构式的不同位置上,具有相同符号的基团或结构相互独立,可以相同也可以不相同。
[1560]
在本发明中,所述michael反应系列其他机理的共价单力敏团是指其中含有michael反应力敏基元的单力敏团,其结构通式包括但不仅限于如下类:
[1561][1562]
其中,表示任意元数的环,所述环上的是通过michael反应与环相连接的;表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。在同一个结构式的不
同位置上,具有相同符号的基团或结构相互独立,可以相同也可以不相同。michael反应系列其他机理的共价单力敏团在机械力的作用下,能够将其中一个酰胺键拉开,开环后形成一个酰胺键和一个羧基。
[1563]
在本发明中,所述michael反应系列其他机理的共价单力敏团,其结构可举例如下:
[1564][1565]
其中,表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接。在同一个结构式的不同位置上,具有相同符号的基团或结构相互独立,可以相同也可以不相同。
[1566]
在本发明中,以非共价复合方式进行划分,用于生成复合力敏团的非共价单力敏团包括但不仅限于以下组:基于超分子复合体的非共价单力敏团、基于超分子组装体的非共价单力敏团、基于聚集体的非共价单力敏团、基于组合物的非共价单力敏团。优选基于超分子复合体的非共价单力敏团和基元组合物的非共价单力敏团作为复合力敏团中的力敏成分用于生成含有非共价力敏成分的复合体。非共价单力敏团能够对机械力特异性响应且产生显著的特定力致响应性能/效果,如催化性、光学、谱学等的超分子作用。
[1567]
在本发明中,基于超分子复合体的非共价单力敏团包括但不仅限于以下系列:配位键系列、主客体作用系列、氢键作用系列、π-π堆叠作用系列。
[1568]
在本发明中,基于配位键的非共价单力敏团包括但不仅限于以下亚系列:不饱和碳-碳键与过渡金属的络合作用、卡宾-金属配位键、硼氮配位键、铂磷配位键、茂金属配位键、配体-镧系金属离子络合作用。
[1569]
在本发明中,所述不饱和碳-碳键与过渡金属的络合作用的非共价单力敏团是指其中含有不饱和碳-碳键与过渡金属的络合作用力敏基元的单力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1570][1571]
其中,表示与聚合物链、交联网络链或者其他任意合适的基团/原子的连接;r各自独立为任意合适的原子、取代基、取代聚合物链;在同一个结构式的不同位置上,具有相同符号的基团或结构相互独立,可以相同也可以不相同。
[1572]
本发明所述的不饱和碳-碳键与过渡金属络合作用,其进一步优选自但不仅限于
如下结构:
[1573][1574][1575]
其中,表示任意元数的芳香族环;n为与构成环的原子相连的氢原子、取代原子、取代基、取代聚合物链的个数总数,其为0、1或大于1的整数;的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1576]
本发明所述的含有结构通式(a-1)的不饱和碳-碳键与过渡金属的络合作用,其结构可举例如下:
[1577]
本发明所述的含有结构通式(a-2)的不饱和碳-碳键与过渡金属的络合作用,其结构可举例如下:
[1578]
本发明所述的含有结构通式(a-3)的不饱和碳-碳键与过渡金属的络合作用,其结构可举例如下:
[1579]
本发明所述的含有结构通式(a-4)的不饱和碳-碳键与过渡金属的络合作用,其更进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1580][1581]
本发明所述的含有结构通式(a-5)的不饱和碳-碳键与过渡金属的络合作用,其结构可举例如下:
[1582]
本发明所述的含有结构通式(a-6)的不饱和碳-碳键与过渡金属的络合作用,其结构可举例如下:
[1583]
本发明所述的含有结构通式(a-7)的不饱和碳-碳键与过渡金属的络合作用,其结构可举例如下:
[1584][1585][1586]
本发明所述的含有结构通式(a-8)的不饱和碳-碳键与过渡金属的络合作用,其结构可举例如下:
[1587][1588]
本发明所述的含有结构通式(a-9)的不饱和碳-碳键与过渡金属的络合作用,其结构可举例如下:
[1589][1590]
本发明所述的含有结构通式(a-10)的不饱和碳-碳键与过渡金属的络合作用,其结构可举例如下:
[1591][1592]
本发明所述的含有结构通式(a-11)的不饱和碳-碳键与过渡金属的络合作用,其结构可举例如下:
[1593]
在本发明中,所述卡宾-金属配位键的非共价单力敏团是指其中含有卡宾-金属配位键力敏基元的单力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1594]
[1595]
其中,n的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1596]
在本发明中,所述的卡宾-金属配位键,卡宾配体进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1597][1598]
其中,x4各自独立地选自氧原子、硫原子、硒原子、碲原子、c-(r)2,优选自氧原子;r的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1599]
在本发明中,所述的含有结构通式(b-1)、(b-2)、(b-3)、(b-4)的卡宾-金属配位键,其可选自但不仅限于如下结构:
[1600][1601][1602]
其中,x4、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述;m是金属中心,其可以是任意一种过渡金属的任意合适的离子形式、化合物/螯合物形式及其组合;。
[1603]
在本发明中,所述的含有结构通式(b-1)、(b-2)、(b-3)、(b-4)的卡宾-金属配位键,其结构可举例如下:
[1604][1605][1606]
其中,x4、m、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1607]
在本发明中,所述硼氮配位键的非共价单力敏团是指其中含有硼氮配位键力敏基元的单力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1608][1609]
其中,r的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1610]
本发明所述的硼氮配位键,通式(c-1)可进一步优选自但不仅限于如下结构中的至少一种:
[1611][1612]
其中,r、n的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述;表示任意元数的氮杂环,包括但不仅限于脂肪族氮杂环、芳香族氮杂环及其组合。
[1613]
在本发明中,所述的含有结构通式(c-1)的硼氮配位键,其更进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1614][1615]
在本发明中,所述的含有结构通式(c-1)的硼氮配位键,其结构可举例如下:
[1616][1617]
在本发明中,所述铂磷配位键的非共价单力敏团是指其中含有铂磷配位键力敏基元的单力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1618][1619]
其中,x5各自独立地选自氯原子、溴原子、碘原子,优选自氯原子;的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1620]
在本发明中,所述的含有结构通式(d-1)的铂磷配位键,其更进一步优选自但不仅限于如下亚类:
[1621][1622]
其中,x5、n的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1623]
在本发明中,所述的含有结构通式(d-1)的铂磷配位键,其更进一步优选自但不仅限于如下结构:
[1624][1625]
其中,x5、的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1626]
在本发明中,所述的含有结构通式(d-1)的铂磷配位键,其结构可举例如下:
[1627][1628]
在本发明中,所述茂金属配位键的非共价单力敏团是指其中含有茂金属配位键力敏基元的单力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1629][1630]
其中,m是金属中心,是环戊二烯配体,的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。所属的金属中心优选为第一副族至第七副族以及第八族中的金属。所述的第一副族至第七副族以及第八族中的金属还包括镧系金属(即la、ce、pr、nd、pm、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu)和锕系金属(即ac、th、pa、u、np、pu、am、cm、bk、cf、es、fm、md、no、lr)。所述的金属中心更优选为第一副族(cu、ag、au)金属、第二副族(zn、cd)金属、第三副族(sc、y)金属、第四副族(ti、zr)金属、第五副族(v、nb)金属、第六副族(cr、mo)金属、第七副族(mn、tc)金属、第八族(fe、ru、os、co、rh、 ir、ni、pd、pt)金属、镧系(la、eu、tb、ho、tm、lu)金属、锕系(th)金属。进一步优选为cu、zn、fe、 co、ni、zr、pd、ag、pt、au、la、ce、eu、tb、th,更进一步优选为fe、co、ni、zr。
[1631]
在本发明中,所述的含有结构通式(e-1)的茂金属配位键,其结构可举例如下:
[1632][1633]
其中,的选取范围如本系列力敏团前面所述,在此不再赘述。
[1634]
在本发明中,所述配体-镧系金属离子络合作用的非共价单力敏团是指其中含有配体-镧系金属离子络合作用力敏基元的单力敏团,其在受力时更容易使配体基团的位置发生变化,从而表现出明显的应力响应性质,包括荧光、颜色等的变化。
[1635]
在本发明的实施方式中,合适的配体基团可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1636][1637]
在本发明的实施方式中,所述的镧系金属包括la、ce、pr、nd、pm、sm、eu、gd、tb、dy、ho、 er、tm、yb、lu;优选为镧系ce、eu、tb、ho、tm、lu;更优选为ce、eu、tb,以获得更显著的应力响应性。
[1638]
在本发明的实施方式中,配体基团与金属中心的组合并无特别限制,只要配体能够与金属中心形成合适的金属-配体作用即可。一些合适的组合可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1639][1640]
在本发明中,基于超分子组装体的非共价单力敏团包括但不仅限于以下系列:给体-受体系列、二酮吡咯并吡咯系列、共轭系列、铂配位系列、金配位系列、铍配位系列、铜配位系列、铱配位系列、硼配位系列、吩噻嗪系列、二氧杂环硼烷系列、染料分子系列非共价单力敏团。
[1641]
在本发明中,所述的给体-受体系列非共价单力敏团是指含有由给体-受体自组装基元形成的自组装聚集体力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1642][1643]
其中,w为具有吸电子效应的原子或基团;其中,所述的具有吸电子效应的原子选自但不仅限于氧原子或硫原子,优选自氧原子;所述的具有吸电子效应的基团选自但不仅限于:
[1644][1645]
其中,ar1、ar2各自独立选自具有给电子效应的芳香族环;其中,所述芳香族环结构为多环结构或稠环结构;作为举例,合适的ar1、ar2选自但不仅限于:
[1646][1647]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1648]
通式f-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1649][1650]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1651]
通式f-2的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1652][1653][1654]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1655]
通式f-3的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1656][1657]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1658]
在本发明中,所述的二酮吡咯并吡咯系列非共价单力敏团是指含有由二酮吡咯并吡咯自组装基元形成的自组装聚集体力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1659][1660]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1661]
通式g-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1662][1663]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1664]
在本发明中,所述的共轭系列非共价单力敏团是指含有由共轭自组装基元形成的自组装聚集体力敏基元的力敏团;其中,所述的共轭自组装基元包括但不仅限于以下亚系列:聚二乙炔亚系列、聚二苯基乙炔亚系列、聚噻吩亚系列、聚吡咯亚系列、聚蒽醌亚系列、聚芴亚系列、低聚对亚苯基亚乙烯亚系列、双(苯并恶唑)二苯乙烯亚系列、氮杂稠环亚系列自组装基元。
[1665]
其中,所述的聚二乙炔亚系列自组装基元结构通式包括但不仅限于以下类:
[1666][1667]
其中,n为重复单元的数量,其取值范围为大于2的整数,优选为大于等于5的整数,更优选为大于等于10的整数;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1668]
通式h-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1669]
[1670][1671]
其中,n、p为重复单元的数量,其取值范围各自独立为大于2的整数,优选为大于等于5的整数,更优选为大于等于10的整数;各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1672]
其中,所述的聚二苯基乙炔亚系列自组装基元结构通式包括但不仅限于以下类:
[1673][1674]
其中,n、的定义、选择范围、优选范围同通式h-1。
[1675]
通式h-2的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1676][1677]
其中,n、n1、n2为重复单元的数量,其取值范围各自独立为大于2的整数,优选为大于等于5的整数,更优选为大于等于10的整数;各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1678]
其中,所述的聚噻吩亚系列自组装基元结构通式包括但不仅限于以下类:
[1679][1680]
其中,n为重复单元的数量,其取值范围为大于5的整数;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1681]
通式h-3的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1682][1683]
其中,n、n1、n2为重复单元的数量,其取值范围为大于5的整数。
[1684]
其中,所述的聚吡咯亚系列自组装基元结构通式包括但不仅限于以下类:
[1685][1686]
其中n、的定义、选择范围、优选范围同通式h-3。
[1687]
通式h-4的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1688][1689]
其中,n、n1、n2为重复单元的数量,其取值范围为大于5的整数;各自独立与参与
力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1690]
其中,所述的聚蒽醌亚系列自组装基元结构通式包括但不仅限于以下类:
[1691][1692]
其中n、的定义、选择范围、优选范围同通式h-3。
[1693]
通式h-5的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1694][1695]
其中n的定义、选择范围、优选范围同通式h-5;各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1696]
其中,所述的聚芴亚系列自组装基元结构通式包括但不仅限于以下类:
[1697][1698]
其中n、的定义、选择范围、优选范围同通式h-3。
[1699]
通式h-6的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1700][1701]
其中,n、n1、n2为重复单元的数量,其取值范围各自独立为大于5的整数;各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1702]
其中,所述的低聚对亚苯基亚乙烯亚系列自组装基元结构通式包括但不仅限于以下类:
[1703]
其中n、的定义、选择范围、优选范围同通式h-1。
[1704]
通式h-7的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1705][1706]
其中n的定义、选择范围、优选范围同通式h-7;各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1707]
其中,所述的双(苯并恶唑)二苯乙烯亚系列自组装基元结构通式包括但不仅限于以下类:
[1708][1709]
其中,选自但不仅限于如下结构中的至少一种:选自但不仅限于如下结构中的至少一种:
各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1710]
通式h-8的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1711][1712]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1713]
其中,所述的氮杂稠环亚系列自组装基元结构通式包括但不仅限于以下类:
[1714][1715]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1716]
通式h-9的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1717][1718]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1719]
在本发明中,所述的铂配位系列非共价单力敏团是指含有由铂配位自组装基元形成的自组装聚集体力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1720][1721]
其中,v各自独立选自碳原子或氮原子;
[1722]
其中,lg1为与铂原子配位的单齿配体;其中,所述单齿配体选自但不仅限于:卤素原子、原子、
[1723]
其中,lg2为与铂原子配位的单齿配体;各个lg2的结构相同或不同;其中,所述单齿配体选自但不仅限于:
[1724]
其中,为以v和氮原子为配位原子的二齿配体;作为举例,所述的二齿配体选自但不仅限于:
[1725][1726]
其中,为以v和氮原子为配位原子的三齿配体;作为举例,所述的三齿配体选自但不仅限于:
[1727][1728]
其中,为以v与氮原子为配位原子的四齿配体;作为举例,所述的四齿配体选自但不仅限于:
[1729][1730]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1731]
通式i-1至i-4的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1732]
[1733]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1734]
在本发明中,所述的金配位系列非共价单力敏团是指含有由金配位自组装基元形成的自组装聚集体力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1735][1736]
其中,lg3为与金原子配位的单齿配体;各个lg3的结构相同或不同;其中,所述单齿配体选自但不仅限于:
[1737][1738]
其中,表示连有n个的芳香族环,其中,n的取值为0、1或大于1的整数;所述芳香族环的环结构选自单环结构、多环结构、稠环结构;所述环的成环原子数没有特别限制,其选自但不仅限于碳原子、氮原子、氧原子、硫原子、硼原子、磷原子、硅原子;成环原子上的氢原子可以被任意合适取代原子或取代基取代;其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,选自但不仅限于卤素原子、烃基取代基、含杂原子的取代基中任一种或多种。作为例子,合适的可选自如下结构中的至少一种,但本发明不仅限于此:
[1739][1740]
其中,的定义、选择范围、优选范围同通式i-2;
[1741]
其中,为以硫原子与氮原子作为配位原子的二齿配体;作为例子,合适的可选自如下结构中的至少一种,但本发明不仅限于此:
[1742][1743]
其中,为以磷原子作为配位原子的二齿配体,其中与膦配位的金属原子可以为同一个金原子,也可以为不同的金原子;作为例子,合适的可选自如下结构中的至少一种,但本发明不仅限于此:
[1744][1745]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1746]
通式j-1至j-7的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1747][1748][1749]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1750]
在本发明中,所述的铍配位系列非共价单力敏团是指含有由铍配位自组装基元形成的自组装聚集体力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1751][1752]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1753]
通式k-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1754][1755]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1756]
在本发明中,所述的铜配位系列非共价单力敏团是指含有由铜配位自组装基元形成的自组装聚集体力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1757][1758]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1759]
通式l-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1760][1761]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1762]
在本发明中,所述的铱配位系列非共价单力敏团是指含有由铱配位自组装基元形成的自组装聚集体力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1763][1764]
其中,为以碳原子和氮原子为配位原子的二齿配体;作为例子,合适的可选自如下结构中的至少一种,但本发明不仅限于此:
[1765][1766]
其中,为以氮原子为配位原子的二齿配体;作为例子,合适的可选自如下结构中的至少一种,但本发明不仅限于此:
[1767][1768]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1769]
通式m-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1770][1771]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1772]
在本发明中,所述的硼配位系列非共价单力敏团是指含有由硼配位自组装基元形成的自组装聚集体力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1773][1774]
其中,r各自独立选自卤素原子、氰基、c
1-10
烃基/杂烃基、取代的c
1-10
烃基/杂烃基;所述的r优选自卤素原子、苯基、五氟苯基;v、v’各自独立选自氧原子或氮原子;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连,同一通式中的任两个成环或不成环。
[1775]
其中,通式n-1至n-5所示的结构优选自以下通式结构中的至少一亚类:
[1776][1777]
其中,为芳香族环;所述芳香族环的环结构选自单环结构、多环结构、稠环结构;所述环的成环原子数没有特别限制;其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,选自但不仅限于卤素原子、烃基取代基、含杂原子的取代基中任一种或多种;其中,为连接有n个的芳香族环,所述环的成环原子选自但不仅限于碳原子、氮原子、氧原子、硫原子;其中,为连接有n个的含氮芳香族杂环,所述环的成环原子中至少有一个为氮原子,且所述含氮芳香族杂环通过氮原子与硼原子形成配位键,其余成环原子选自但不仅限于碳原子、氮原子、氧原子、硫原子;其中,为连接有n个的芳香族环,其成环原子中至少有两个为碳原子,其余成环原子选自但不仅限于碳原子、氮原子、氧原子、硫原子;其中,为连接有n个的含氮芳香族杂环,所述环的成环原子中至少有两个为氮原子,且其中一个氮原子与硼原子形成配位键,其余成环原子选自但不仅限于碳原子、氮原子、氧原子、硫原子;
[1778]
其中,r、v、v’、的定义、选择范围、优选范围同通式n-1至n-5。
[1779]
通式n-1至n-5的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1780][1781][1782]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1783]
在本发明中,所述的吩噻嗪系列非共价单力敏团是指含有由吩噻嗪自组装基元形成的自组装聚集体力敏基元的力敏团;其中,所述的吩噻嗪自组装基元包括但不仅限于以下类:
[1784]
[1785]
其中,r各自独立选自原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链;其中所述的取代原子选自但不仅限于:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子;所述的取代基优选自具有吸电子效应的取代基,以增强分子间的堆叠作用,获得更显著的力致响应性;其中所述的具有吸电子效应的取代基包括但不仅限于:三氟甲基、三氯甲基、硝基、氰基、磺酸基、醛基、烷基酰基、烷氧酰基、羧基、酰胺基;
[1786]
其中,n为与构成所述环结构的原子相连的取代原子、取代基、取代聚合物链的个数总数,其为0、1 或大于1的整数;当n大于1时,各个r的结构可以相同,也可以不同;
[1787]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1788]
通式o-1、o-2的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1789][1790]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1791]
在本发明中,所述的二氧杂环硼烷系列非共价单力敏团是指含有由二氧杂环硼烷自组装基元形成的自组装聚集体力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1792][1793]
其中,ar为具有给电子效应的芳香族环;其中,所述芳香族环为多环结构,其选自但不仅限于:
[1794][1795]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1796]
通式p-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1797][1798]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1799]
在本发明中,所述的染料分子系列非共价单力敏团是指含有由染料分子自组装基元形成的自组装聚集体力敏基元的力敏团;其中,所述的染料分子自组装基元选自如下结构通式中的一类:
[1800][1801]
其中,所述染料分子上的氢原子可以被任意合适的原子、取代基、聚合物链取代或
不取代;且所述染料分子通过合适的方式链接到聚合物或超分子聚合物链上。
[1802]
作为例子,典型的染料分子自组装基元的结构如下所示,但本发明不仅限于此:
[1803][1804]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1805]
在本发明中,基于聚集体的非共价单力敏团包括但不仅限于以下系列:二乙烯基蒽系列、四芳基乙烯系列、氰基乙烯系列、黄连素系列、马来酰亚胺系列、4-氢吡喃系列非共价单力敏团。
[1806]
在本发明中,所述的二乙烯基蒽系列非共价单力敏团是指含有由二乙烯基蒽聚集诱导发光基元形成的聚集诱导发光聚集体力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1807][1808]
其中,ar1、ar2各自独立选自芳香族环,其环结构选自单环结构、多环结构、稠环结构;所述环的成环原子数没有特别限制;所述芳香族环的成环原子选自但不仅限于碳原子、氮原子、氧原子、硫原子,成环原子上所连的氢原子被任意合适取代原子、取代基取代或不取代;其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,选自但不仅限于卤素原子、烃基取代基、含杂原子的取代基中任一种或多种;各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1809]
通式q-1至q-3的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1810][1811]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1812]
在本发明中,所述的四芳基乙烯系列非共价单力敏团是指含有由四芳基乙烯聚集诱导发光基元形成的聚集诱导发光聚集体力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1813][1814]
其中,w各自独立选自直接键、
[1815]
其中,ar1、ar2、ar3、ar4各自独立选自芳香族环,其结构选自单环结构、多环结构、螺环结构、稠环结构;所述环的成环原子数没有特别限制;所述芳香族环的成环原子选自但不仅限于碳原子、氮原子、氧原子、硫原子,成环原子上所连的氢原子被任意合适取代原子、取代基、取代聚合物链取代或不取代;其中,所述取代原子、取代基、取代聚合物链没有特别限制;为了增加空间位阻与聚集诱导发光基元的非平面构象,形成松散堆积的聚集体,以获得更显著力致响应效果,优选所述芳香族环的环结构为多环结构、稠环结构;通过合理选择多环结构和稠环结构,还可以大范围地调控所形成力敏团光谱性质,以获得大范围可调的颜色变化、荧光/磷光发射波长,满足各种应用场景的使用需求;为了增加分子内电荷转移性质,获得更显著的力致响应效果,尤其是获得荧光波长位移变化明显、力致变色的颜色对比度高的力致响应效果,更优选所述芳香族环结构上的取代基为含有强的给电子效应或吸电子效应的取代基;
[1816]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1817]
通式r-1至r-7的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1818]
[1819][1820]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1821]
在本发明中,所述的氰基乙烯系列非共价单力敏团是指含有由氰基乙烯聚集诱导发光基元形成的聚集诱导发光聚集体力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1822][1823]
其中,ar1、ar2各自独立选自芳香族环,其结构选自单环结构、多环结构、螺环结构、稠环结构;所述环的成环原子数没有特别限制;所述芳香族环的成环原子选自但不仅限于
碳原子、氮原子、氧原子、硫原子,成环原子上所连的氢原子被任意合适取代原子、取代基、取代聚合物链取代或不取代;其中,所述取代原子、取代基、取代聚合物链没有特别限制。为了增加空间位阻与聚集诱导发光基元的非平面构象,形成松散堆积的聚集体,以获得更显著力致响应效果,优选所述芳香族环的环结构为多环结构、稠环结构;通过合理选择多环结构和稠环结构,还可以大范围地调控所形成力敏团光谱性质,以获得大范围可调的颜色变化、荧光/磷光发射波长,满足各种应用场景的应用需求;为了获得更显著的力致响应效果,尤其是获得荧光波长位移变化明显、力致变色的颜色对比度高的力致响应效果,优选所述的芳香族环上的部分氢原子被杂原子、烃基取代基、杂原子取代基取代,作为例子,合适的杂原子、烃基取代基、杂原子取代基选自但不仅限于:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子、三氟甲基、五氟硫基、硝基、氰基、c
1-20
烷基、c
1-20
芳烃基、c
1-20
烷氧基、c
1-20
烷硫基、c
1-20
烷胺基、c
1-20
芳基氧基、c
1-20
芳基硫基、c
1-20
芳基胺基。所述的 ar1、ar2优选自如下结构中的至少一种,但本发明不仅限于此:
[1824][1825]
作为例子,典型的ar1、ar2包括但不仅限于如下结构中的一种或多种:
[1826][1827]
其中,ar3为二价的芳香族环,其结构选自单环结构、多环结构、螺环结构、稠环结构;所述环的成环原子数没有特别限制;所述芳香族环的成环原子选自但不仅限于碳原子、氮原子、氧原子、硫原子,成环原子上所连的氢原子被任意合适取代原子、取代基、取代聚合物链取代或不取代;其中,所述取代原子优选自氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,所述取代基优选自c
1-20
烷基、c
1-20
芳烃基、c
1-20
烷氧基、c
1-20
烷硫基、c
1-20
烷胺基、c
1-20
芳基氧基、c
1-20
芳基硫基、c
1-20
芳基胺基。所述的ar3优选自如下结构中的至少一种,但本发明不仅限于此:
[1828]
[1829]
作为例子,典型的ar3包括但不仅限于如下结构中的一种或多种:
[1830][1831]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1832]
其中,通式s-1所示的结构进一步优选自以下通式结构:
[1833][1834]
其中,ar4的定义、选择范围、优选范围同ar1;其中,ar1、ar2、的定义、选择范围、优选范围同通式s-1。
[1835]
通式s-1至s-4的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1836]
[1837][1838]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1839]
在本发明中,所述的黄连素系列非共价单力敏团是指含有由黄连素聚集诱导发光基元形成的聚集诱导发光聚集体力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1840][1841]
其中,a选自1~5的整数,优选自1或2;
[1842]
其中,表示连有n个的芳香族环,其中,n的取值为0、1或大于1的整数;其中,*标注的为与式中其他结构相连接的位点;其中,所述芳香族环的环结构选自单环结构、多环结构、稠环结构;所述环的成环原子数没有特别限制;所述芳香族环的成环原子选自但不仅限于碳原子、氮原子、氧原子、硫原子,成环原子上所连的氢原子被任意合适取代原子、取代基取代或不取代;其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,选自但不仅限于卤素原子、
烃基取代基、含杂原子的取代基中任一种或多种,优选自具有给电子效应的取代基;
[1843]
其中,r选自任意合适的原子(包括氢原子)、取代基、取代聚合物链;当r选自原子或取代基时,其优选自具有吸电子效应的原子或取代基;
[1844]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1845]
通式t-1的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1846][1847]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1848]
在本发明中,所述的马来酰亚胺系列非共价单力敏团是指含有由马来酰亚胺聚集诱导发光基元形成的聚集诱导发光聚集体力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1849][1850]
其中,r选自任意合适的原子(包括氢原子)、取代基、取代聚合物链;当r选自原子或取代基时,其优选自具有吸电子效应的原子或取代基;作为举例,所述的具有吸电子效应的原子或取代基选自但不仅限于:卤素原子、硝基、五氟硫基、三氟甲基、4-三氟甲基-苯基;
[1851]
其中,表示连有n个的芳香族环,其中,n的取值为0、1或大于1的整数;其中,*标注的为与式中其他结构相连接的位点;
[1852]
其中,表示连有n个的芳香族环,其中,n的取值为0、1或大于1的整数;其中,*标注的为与式中其他结构相连接的位点;
[1853]
其中,各自独立与任意合适的原子(包括氢原子)、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1854]
通式u-1、u-2的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1855][1856]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1857]
在本发明中,所述的4-氢吡喃系列非共价单力敏团是指含有由4-h吡喃聚集诱导发光基元形成的聚集诱导发光聚集体力敏基元的力敏团,其结构通式包括但不仅限于以下类:
[1858][1859]
其中,w各自独立选自
[1860]
其中,v各自独立为具有吸电子效应的原子或基团,优选自氧原子或硫原子,更优选自氧原子;所述的具有吸电子效应的基团选自但不仅限于:
[1861][1862]
其中,ar1、ar2各自独立选自具有给电子效应的芳香族环;其中,所述芳香族环结构为单环结构、多环结构或稠环结构;作为举例,合适的ar1、ar2选自但不仅限于:
[1863][1864]
其中,各自独立与任意合适的氢原子、取代原子、取代基以及参与或不参与力活化的取代聚合物链相连。
[1865]
通式v-1至v-3的典型结构可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1866][1867]
其中,各自独立与参与力活化的取代聚合物链或超分子聚合物链相连。
[1868]
在本发明中,基于组合物的非共价单力敏团包括但不仅限于以下系列:基于主客体组合物的非共价单力敏团、基于能量转移组合物的非共价单力敏团。
[1869]
在本发明中,所述的基于主客体组合物的非共价单力敏团,指的是所述的组合物中含有至少一种主体分子/基团与至少一种客体分子/基团,且所述的主体分子/基团与客体分子/基团之间通过主客体相互作用形成组合物,其中主体分子/基团和/或客体分子/基团可以具有力响应性,也可以不具有力响应性,且所述的主体分子/基团与客体分子/基团中至少一种以共价形式连接到聚合物链中;在机械力作用下,所述的主客体组合物受力活化,引起发光性质、荧光/磷光性质、长余辉发光性质的改变,表现出特异性的力致响应。
[1870]
其中,所述的主体分子/基团可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1871][1872]
其中,所述的客体分子/基团可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1873][1874]
在本发明中,所述的基于能量转移组合物的非共价单力敏团,指的是由相互之间可进行能量转移的非机械力响应的能量供体与非机械力响应的能量受体组合形成的非共价力响应基元,其特征在于,所述的能量供体和能量受体各自均无机械力响应,而在机械力作用时,引起能量供体和能量受体之间的间距、排列形式等变化,造成两者之间能量转移过程被减弱/抑制或增强/促进,并由此产生的荧光波长偏移、荧光强度增强或减弱、荧光寿命延长或缩短等变化,表现出特异性的力致响应。
[1875]
在本发明中,所述“能量转移”,特指光子能量从能量供体向能量受体的转移;一种情况是当能量供体吸收一定频率的光子后,被激发到更高的电子能态,在该电子回到基态前,通过能量供体和能量受体之间的偶极子共振相互作用,实现了能量向邻近的能量受体转移;另一种情况是当能量供体发生发光后,通过能量供体和能量受体之间的偶极子共振相互作用,实现了能量向邻近的能量受体转移。为了实现能量供体与能量受体之间的能量转移,以获得预期的力致响应效果,必须满足以下条件:1)能量供体的发射光谱和能量受体的吸收光谱要有部分的重叠;2)能量供体和能量受体需要足够靠近,间距优选在不大于10nm; 3)能量供体与能量受体还必以适当的方式排列,其转移偶极取向优选接近平行。
[1876]
在本发明中,所述的基于能量转移组合物的非共价单力敏团中的能量供体可以选自非机械力响应的荧光团和/或发光团,其中所述的能量受体可以选自非机械力响应的荧光团和/或淬灭团。
[1877]
在本发明中,所述的基于能量转移组合物的非共价单力敏团中含有的能量供体和能量受体,其均可选自包括但不仅限于预先存在的、光活化生成的、热活化生成的、电活化生成的、化学活化生成的、生物活化生成的、磁活化生成的基元,但不包括力致活化生成的基元。在本发明中,同一个聚合物中含有多种能量供体和多种能量受体时,其中的能量供体和能量受体均可以有多于一个的来源。在本发明中的一种优选实施方式中,所有的能量供体和能量受体都是预先存在的,如此有利于仅通过控制机械力作用实现力致活化,获得快速、稳定的力致响应效果;在本发明的另一种优选实施方式中,所述的部分能量供体或能量供体是预先存在的,另一部分能量供体和能量受体是选自通过光活化生成的、热活化生成的、电活化生成的、化学活化生成的、生物活化生成的、磁活化生成的,如此有利于通过光控、热控、电控、化学刺激、生物刺激与机械力获得双重或多重协同控制的力致响应效果;在本发明的另一种优选实施方式中,所述的能量供体和能量受体均选自由光活化生成的、热活化生成的、电活化生成的、化学活化生成的、生物活化生成的、磁活化生成中的一种或多种,如此有利于获得丰富的非机械力响应,并与机械力对组合物的控制共同达到多重协同调控的力致响应效果,满足各种特殊应用场景的需要。
[1878]
在本发明中,所述的基于能量转移组合物的非共价单力敏团中的能量供体和能量受体可以在同一聚合物链上、在不同的聚合物链上、可以是其中之一在聚合物链上;其中能量供体和能量受体可以通过共价和 /或超分子作用连接于聚合物链上。在本发明的实施方
式中,优选能量供体和能量受体之间间距不超过10 nm,更优选能量供体和受体之间通过超分子作用保持相互靠近状态且二者间距不超过10nm。其中所述的超分子作用,其可以是任意合适的超分子作用,其包括但不仅限于:氢键作用、金属-配体作用、离子作用、离子-偶极作用、主体-客体作用、亲金属作用、偶极-偶极作用、卤键作用、路易斯酸碱对作用、阳离子-π作用、阴离子-π作用、苯-氟苯作用、π-π堆叠作用、离子氢键作用、自由基阳离子二聚作用、相分离、结晶作用;在机械力作用下,所述的超分子作用被破坏,引起能量转移过程改变,获得力致响应性;此外,由于所述超分子作用的可逆特性,还可赋予所述力敏团可逆的、可循环的力致响应效果。
[1879]
在本发明中,通过设计、选择和调节能量供体/能量给体的种类、数量、组合,可以有机地调控能量转移,获得优异的多样性的、协同控制的能量转移性能和广泛的用途。
[1880]
在本发明中,基于能量转移组合物的非共价单力敏团中的能量供体和能量受体可以不相同或相同,优选不相同。当能量供体和受体相同时,供体和受体必须至少有一个具有多种激发波长和/或发射波长。
[1881]
在本发明中,基于能量转移组合物的非共价单力敏团中的能量转移可以是仅有一级,也可以是多级。当聚合物中含有多个荧光团/发光团(或其前体)时,在合适的能量转移条件下,就能够形成多级能量转移,即第一级能量供体所发出的荧光/冷发光波长作为第一级能量受体的荧光激发波长,第一级能量受体受激发后所发出的荧光波长作为第二级能量受体的荧光激发波长,第二级能量受体受激发后所发出的荧光波长作为第三级能量受体的荧光激发波长,等等,由此实现多级能量转移的现象。只有一级转移时,能量转移可以是荧光淬灭;多级转移时,最后一级的能量转移可以是荧光淬灭。
[1882]
在本发明中,所述的荧光指的是当荧光团经某种波长的入射光照射,吸收光能后进入激发态,并且立即退激发并发出比入射光的波长长或短的出射光,是一种光致发光的冷发光现象;入射光的波长称为激发波长,出射光的波长称为发射波长。当发射波长比激发波长长时,称为下转换荧光;当发射波长比激发波长短时,称为上转换荧光。除光致荧光外,可以作为能量受体的荧光激发波长或可被能量受体淬灭的冷发光可以是其他任意合适的非由物质产热而发出的光,包括但不仅限于发光团的化学发光、发光团的生物发光。所述的荧光淬灭指的是由于淬灭团的存在或荧光环境的变化使荧光/发光物质的荧光强度和荧光寿命降低的现象,其包括静态淬灭、动态淬灭和聚集荧光淬灭。所述的静态淬灭指的是当基态荧光团/发光团与淬灭团之间通过弱的结合生成复合物,且该复合物使荧光/发光淬灭的现象;所述的动态淬灭指的是激发态荧光团/发光团与淬灭团碰撞而使其荧光/发光淬灭;所述的聚集荧光淬灭指的是一些荧光团/发光团具有聚集而产生荧光淬灭的性质,当荧光团/发光团浓度过大时产生的自淬灭现象。
[1883]
在本发明中,所述荧光团可以选自包括但不仅限于有机荧光团、有机金属荧光团、有机元素荧光团、生物荧光团、无机荧光团,其可以选自包括但不仅限于共价基团和非共价复合体、自组装体、组合物、聚集体及其组合形式。所述荧光团可以选自包括但不仅限于预先存在的、化学活化生成的、生物活化生成的、光活化生成的、热活化生成的、电活化生成的、磁活化生成的。
[1884]
在本发明中,所述预先存在的荧光团,其指的是未经任何活化或干预就能够在某种波长的入射光照射下,吸收光能后进入激发态,并且立即退激发并发出比入射光的波长
短或长的出射光的物质,其包括但不仅限于有机荧光团、有机金属荧光团、有机元素荧光团、生物荧光团、有机上转换荧光团、无机荧光团、无机上转换荧光团,其可以选自包括但不仅限于共价结构和非共价复合体、自组装体、组合物、聚集体及其组合形式。
[1885]
其中,共价有机荧光团可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1886]
[1887][1888]
其中,有机荧光团中聚集诱导发光有机荧光团,可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1889]
[1890][1891][1892]
其中,其他非共价复合体、自组装体、聚集体、组合物及各种组合形式的有机荧光团可以选自任意合适的结构。其中组合物有机荧光团本身可以是具有能量转移性能的供体
和受体组合物。
[1893]
其中,有机金属荧光团可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1894][1895]
其中,有机元素荧光团可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1896][1897]
其中,生物荧光团可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1898]
gfp、egfp、gfp-s65t、bfp、cfp、yfp、ebfp、azurite、ebfp2、mtagbfp、tagrfp、eyfp、 ecfp、cerulean、mtfp、mturquoise、mcitrine、mvenus、cypet、ypet、phiyfp、dsred、mbanana、 morange、dtomato、mtangerine、mstrawberry、mcherry、mko、gfp-phe66、sirius、mplum、mkate、 mkate2、katushka、mneptune、tagrfp657、ifp1.4、t-sapphire、mametrine、mkeima、mlss-kate1、 mlss-kate2;
[1899]
其中,无机荧光团,其包括但不仅限于硫化物系荧光团、铝酸盐系荧光团、硅酸盐荧光团、氮化物荧光团、氧化物系荧光团、氮氧化物荧光团及稀土荧光团、无机非金属量子点,其中部分无机荧光团主要由基质:激活剂组成,无机荧光团可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1900]
cas:eu、srs:ce、srga2s4:eu、sral2o4:ce、caal2o4:eu、baal2o4:ce、lu3al5o
12
:eu、y3al5o
12
:ce、 tb3al5o
12
:ce、gd3al5o
12
:eu、ba2sio4:eu、sr2sio4:eu、basi2o3:eu、basio3:eu、ba3sio5:eu、ba2si3o8:eu、 ba3si5o
13
:eu、ba9sc2si6o
24
:eu、ca3mg2si3o
12
:ce、ca3sc2si3o
12
:ce、ca2si2o7:eu、srli2sio4:eu、 cali2sio4:eu、ca2si5n8:eu、sr2si5n8:eu、caalsin3:eu、zno:eu、zno:li、srsi2n2o2:eu、casi2n2o2:eu、 cds/zns量子点、znse/zns量子点、inp/zns量子点、cdse/zns量子点、碳量子点、近红外区域发射波长pbs量子点、zns:cu系列长余辉材料、cas:bi系列长余辉材料、sral2o4:eu,dy系列长余辉材料、 caal2o4:eu,nd系列长余辉材料、sr4al
14o25
:eu,dy系列长余辉材料、zn2sio4:mn,as系列长余辉材料、 sr2mgsi2o7:eu,dy系列长余辉材料、ca2mgsi2o7:eu,dy系列长余辉材料、mgsio3:mn,eu,dy系列长余辉材料、catio3:pr,al系列长余辉材料、ca8zn(sio4)4cl2:eu系列长余辉材料、ca2si5n8:eu系列长余辉材料;
[1901]
无机上转换荧光物质通常由基质、激活剂和敏化剂组成,通常是通过稀土离子掺杂到纳米颗粒或者玻璃中,达到吸收长波的辐射发射出短波荧光的物质。其中,稀土离子可以举例如下,但本发明不仅限于此:钪离子、钇离子、镧离子、铈离子、钕离子、镨离子、钷离子、铕离子、钐离子、铽离子、钆离子、镝离子、钬离子、铒离子、铥离子、镥离子、镱离子;
[1902]
其中,无机上转换荧光团,可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1903]
nayf4:er、caf2:er、gd2(moo4)3:er、y2o3:er、gd2o2s:er、bay2f8:er、linbo3:er,yb,ln、 gd2o2:er,yb、y3al5o
12
:er,yb、tio2:er,yb、yf3:er,yb、lu2o3:yb,tm、nayf4:er,yb、lacl3:pr、 nagdf4:yb,tm@nagdf4:ln的核壳纳米结构、nayf4:yb,tm、y2bazno5:yb,ho、 nayf4:yb,er@nayf4:yb,tm的核壳纳米结构、nayf4:yb,tm@nagdf4:yb的核壳纳米结构。
[1904]
有机上转换荧光团优选通过基于三线态-三线态湮灭达到上转换效果的有机组合物,所述的有机组合物主要由敏化剂和有机上转换能量受体组成。
[1905]
其中,敏化剂可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1906][1907]
其中,有机上转换能量受体可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1908][1909]
在本发明中,有机荧光团、有机金属荧光团、有机元素荧光团、生物荧光团、有机上转换荧光团、无机荧光团、无机上转换荧光团等荧光团之间也可以形成同类或不同类的各种非共价复合体、自组装体、聚集体、组合物等荧光团。
[1910]
本发明中,所述化学活化生成的荧光团,其指的是由其前体在化学反应的作用下结构发生改变而生成的荧光的激发波长和/或发射波长发生变化的具有荧光性的结构。通过对上述合适的荧光团进行合适的结构改性和衍生,可以获得合适的可化学活化生成荧光团的结构,但本发明不仅限于此。本发明中的多种具有力敏特性的力敏基元/力敏团也可以在合适条件下不发生力敏响应但发生化学活化而生成荧光团。
[1911]
本发明中,所述生物活化生成的荧光团,其指的是由其前体在生物反应的作用下结构发生改变而生成的荧光的激发波长和/或发射波长发生变化的具有荧光性的结构。通过对上述合适的荧光团进行合适的结构改性和衍生,可以获得合适的可生物活化生成荧光团的结构,但本发明不仅限于此。本发明中的多种具有力敏特性的力敏基元/力敏团也可以在合适条件下不发生力敏响应但生物活化而生成荧光团。
[1912]
本发明中,所述光活化生成的荧光团,其指的是由其前体在光反应的作用下结构发生改变而生成的荧光的激发波长和/或发射波长发生变化的具有荧光性的结构。通过对上述合适的荧光团进行合适的结构改性和衍生,可以获得合适的可光活化生成荧光团的结构。可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1913]
pa-gfp(商标名)、pa-mcherry1(商标名)、kaede(商标名)、ps-cfp2(商标名)、meosfp(商标名)、 dendra2(商标名)、dronpa(商标名)、rsfaslime(商标名)、padron(商标名)、bsdronpa(商标名)、kindling(商标名)。
[1914]
本发明中的多种具有力敏特性的力敏基元/力敏团也可以在合适条件下不发生力敏响应但发生光活化而生成荧光团。
[1915]
本发明中,所述热活化生成的荧光团,其指的是由其前体能在热反应的作用下结构发生改变而生成的荧光的激发波长和/或发射波长发生变化的具有荧光性的结构。通过对上述合适的荧光团进行合适的结构改性和衍生,可以获得合适的可热活化生成荧光团的结构,但本发明不仅限于此。本发明中的多种具有力敏特性的力敏基元/力敏团也可以在合适条件下不发生力敏响应但发生热活化而生成荧光团。
[1916]
本发明中,所述电活化生成的荧光团,其指的是由其前体在电应的作用下结构发生改变而生成的荧光的激发波长和/或发射波长发生变化的具有荧光性的结构。通过对上述合适荧光团进行合适的结构改性和衍生,可以获得合适的可电活化生成荧光团的结构,但本发明不仅限于此。本发明中的多种具有力敏特性的力敏基元/力敏团也可以在合适条件下不发生力敏响应但发生电活化而生成荧光团。
[1917]
本发明中,所述磁活化生成的荧光团,其指的是由其前体在磁反应的作用下结构发生改变而生成的荧光的激发波长和/或发射波长发生变化的具有荧光性的结构。通过对上述合适的荧光团进行合适的结构改性和衍生,可以获得合适的可磁活化生成荧光团的结构,但本发明不仅限于此。本发明中的多种具有力敏特性的力敏基元/力敏团也可以在合适条件下不发生力敏响应但发生磁活化而生成荧光团。
[1918]
在本发明中,所述可生成荧光团的前体,其也可以是合适的荧光基元和淬灭基元组成的共价和/或非共价复合物,其在合适化学、生物、光、热、电、磁等作用之前,处于淬灭状态,在合适化学、生物、光、热、电、磁等作用下实现活化,由荧光基元产生荧光,所述的荧光基元可以是上述任意合适的可以在合适波长的光激发下产生荧光的实体。
[1919]
在本发明中,所述荧光团在合适的条件下可以作为能量供体,而在另外的合适条件下可以作为能量受体。通过合理利用所述的荧光团,可以获得理想的能量供体和受体的组合,获得优异的能量转移性能。
[1920]
在本发明中,所述发光团可以选自但不仅限于化学活化生成的、生物活化生成的、光活化生成的/可光致发光的、热活化生成的/可热致发光的、电活化生成的/可电致发光的、磁活化生成的/可磁致发光的。
[1921]
在本发明中,所述化学活化生成的发光团其前体称为化学发光团,其指的是能够通过化学反应后结构发生改变,从而产生发光现象的化学基团,其包括但不仅限于合适的二氧杂环丁烷化学发光体系、鲁米诺化学发光体系、过氧化草酸酯化学发光体系、酸性高锰酸钾化学发光体系、四价铈化学发光体系、吖啶酯化学发光体系、荧光素化学发光体系。
[1922]
其中,所述的合适的二氧杂环丁烷化学发光体系由合适的二氧杂环丁烷类化合物和荧光剂组成,其中,合适的二氧杂环丁烷类化合物可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1923][1924]
其中,荧光剂可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1925]
5,12-二(苯乙炔基)萘、9,10-二苯基蒽、1-氯-9,10-二苯基蒽、1-甲氧基-9,10-二苯基蒽、1,5-二氯
ꢀ-
9,10-二苯基蒽、1,8-二甲氧基-9,10-二苯基蒽、芘、9,10-二(苯乙炔基)蒽、1-氯-9,10-二(苯乙炔基) 蒽、1-甲氧基-9,10-二(苯乙炔基)蒽、红荧烯、5,12-二(苯乙炔基)并四苯、2-氯-二(苯乙炔基)并四苯、罗丹明b、6-氯-二(苯乙炔基)并四苯、16,17-二癸氧紫蒽酮;
[1926]
其中,所述的鲁米诺化学发光体系可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1927]
[1928]
其中,所述的过氧化草酸酯化学发光体系由草酸酯类化合物、荧光剂和过氧化氢组成,其中,草酸酯类化合物可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1929][1930]
其中,荧光剂可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1931]
5,12-二(苯乙炔基)萘、9,10-二苯基蒽、1-氯-9,10-二苯基蒽、1-甲氧基-9,10-二苯基蒽、1,5-二氯-9,10-二苯基蒽、1,8-二甲氧基-9,10-二苯基蒽、芘、9,10-二(苯乙炔基)蒽、1-氯-9,10-二(苯乙炔基) 蒽、1-甲氧基-9,10-二(苯乙炔基)蒽、红荧烯、5,12-二(苯乙炔基)并四苯、2-氯-二(苯乙炔基)并四苯、罗丹明b、6-氯-二(苯乙炔基)并四苯、16,17-二癸氧紫蒽酮;
[1932]
其中,所述的酸性高锰酸钾化学发光体系由酸性高锰酸钾和待测物组成,还可以加入一些适配的化合物来增强其化学发光强度,在本发明中,将其表达成酸性kmno
4-待测物或酸性kmno
4-(发光增强剂)
-ꢀ
待测物,其可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1933]
酸性kmno
4-草酸盐、酸性kmno
4-鲁米诺、酸性kmno
4-(二价铅离子)-鲁米诺、酸性kmno
4-so2、酸性kmno
4-亚硫酸盐、酸性kmno
4-谷氨酸、酸性kmno
4-天冬氨酸、酸性kmno
4-(甲醛)-l-色氨酸、酸性kmno
4-(甲醛)-甲氨嘌呤、酸性kmno
4-(甲醛)-双氯灭痛、酸性kmno
4-(甲醛)-氨基比林、酸性 kmno
4-(甲醛)-碘、酸性kmno
4-(甲醛)-酪氨酸、酸性kmno
4-(乙二醛)-丙米嗪、酸性kmno
4-(乙二醛)
-ꢀ
双嘧达莫、酸性kmno
4-(乙二醛)-利血平、酸性kmno
4-(连二亚硫酸钠)-核黄素、酸性kmno
4-(连二亚硫酸钠)-延胡索乙素、酸性kmno
4-(连二亚硫酸钠)-维生素b6、酸性kmno
4-(连二亚硫酸钠)-吡哌酸、酸性kmno
4-吗啡、酸性kmno
4-叔丁啡、酸性kmno
4-对氨基苯甲酸酯、酸性kmno
4-可待因、酸性 kmno
4-色氨酸、酸性kmno
4-多巴胺、酸性kmno
4-左旋多巴、酸性kmno
4-肾上腺素、酸性kmno4-ꢀ
甲氧苄氨吡啶、酸性kmno
4-dl-苹果酸;
[1934]
其中,所述的四价铈化学发光体系由四价铈和待测物组成,还可以加入一些适配的化合物来增强其化学发光强度,在本发明中,将其表达成四价铈-待测物或四价铈-(发光增强剂)-待测物,其可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1935]
四价铈-扑热息痛、四价铈-萘普生、四价铈-非那西丁、四价铈-联苯三酚、四价铈-亚硫酸盐、四价铈-(奎宁)-亚硫酸盐、四价铈-(奎宁)-青霉胺、四价铈-(奎宁)-2-巯基乙烷磺酸盐、四价铈-(奎宁)-半胱氨酸、四价铈-(奎宁)-噻唑类席夫碱、四价铈-(奎宁丁)-亚硫酸盐、四价铈-(辛可宁)-亚硫酸盐、四价铈
ꢀ-
(盐酸环丙沙星)-亚硫酸盐、四价铈-(恶弗沙星)-亚硫酸盐、四价铈-(恶氟沙星)-亚硫酸盐、四价铈-(诺氟沙星)-亚硫酸盐、四价铈-(斯帕沙星)-亚硫酸盐、四价铈-(罗氟沙星)-亚硫酸盐、四价铈-(tb
3
依诺沙星)-亚硫酸盐、四价铈-(tb
3
氟罗沙星)-亚硫酸盐、四价铈-(tb
3
加替沙星)-亚硫酸盐、四价铈-(n-四氢苯并噻唑亚胺席夫碱)-亚硫酸盐、四价铈-罗丹明5g、四价铈-(罗丹明b)-叶酸、四价铈-(罗丹明b)
-ꢀ
抗坏血酸;
[1936]
其中,所述的吖啶酯化学发光体系,其可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1937]
4-(2-琥珀酰亚氨基羰基)苯基-10-甲基吖啶-9
-ꢀ
羧酸酯氟磺酸盐;
[1938]
其中,所述的荧光素化学发光体系,其可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1939][1940]
在本发明中,所述生物活化生成的发光团其前体称为可生物活化发光团,其指的是能够通过生物反应 (如生物酶催化)后结构发生改变,从而产生发光现象的化学或生物基团。所述生物活化发光,其可以举例如下,但本发明不仅限于此:海洋动物发光、细菌发光、萤火虫发光;其中,所述的海洋动物发光,其包括但不仅限于夜光藻、甲藻、放射虫类、水母、海羽、栉水母、多管水母、多鳞虫、磷虾、樱虾、头足类、棘皮动物、被囊类、鱼类、磷沙蚕、海笋、海萤、桡足类、齿裂虫、波叶海牛、柱头虫等海洋动物发光;所述的细菌发光,其包括但不仅限于发光异短杆菌、明亮发光杆菌、鳆发光杆菌、羽田希瓦氏菌、海氏交替单胞菌、哈维氏弧菌、美丽弧菌生物型i、费氏弧菌、火神弧菌、东方弧菌、地中海弧菌、易北河弧菌、霍乱弧菌、青海弧菌等细菌发光;所述的萤火虫发光,其包括但不仅限于荧光素生物发光、二氧环丁烷类生物发光。
[1941]
在本发明中,所述光活化生成的/可光致发光的发光团其前体称为可光活化发光团,其指的是能够通过光反应后结构发生改变,从而产生发光现象的化学基团。
[1942]
在本发明中,所述热活化生成的/可热致发光的发光团其前体称为可热活化发光团,其指的是能够通过热反应后结构发生改变,从而产生发光现象的化学基团。
[1943]
在本发明中,所述电活化生成的/可电致发光的发光团其前体称为可电活化发光团,其指的是能够通过电化学反应后结构发生改变或电荷/空穴结合或电激发等,从而产生发光现象的化学基团。其可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[1944][1945]
在本发明中,所述可电活化发光团还包括有机发光二极管和无机发光二极管。其中,所述的有机发光二极管,其包括但不仅限于有机小分子发光二极管和有机高分子发光二极管;其中有机小分子发光二极管中的电子传输层材料可选自包括但不仅限于萤光染料化合物,如alq、znq、gaq、bebq、balq、dpvbi、 znspb、pbd、oxd、bbot等;而空穴传输层的材料选自包括但不仅限于芳香胺萤光化合物,如tpd、 tdata等有机材料。有机高分子发光二极管包括但不仅限于:聚对苯撑乙烯类、聚对苯撑乙炔类、聚对苯撑类、聚乙炔类、聚咔唑类、聚芴类、聚噻吩类等有机电致发光材料。其中,所述的无机发光二极管材料,其包括但不仅限于:砷化镓发光二极管、磷化镓发光二极管、碳化硅发光二极管、氮化镓发光二极管、硒化锌发光二极管、磷砷化镓发光二极管、砷化铝发光二极管。
[1946]
在本发明中,所述磁活化生成的/可磁致发光的发光团及其前体称为磁活化发光团,其指的是能够通过磁反应后结构发生改变,从而产生发光现象的化学基团。
[1947]
在本发明中,所述可生成发光团的前体,其也可以是合适的发光基元和淬灭基元组成的共价和/或非共价复合物,其在合适化学、生物、光、热、电、磁等作用之前,处于淬灭状态,在合适化学、生物、光、热、电、磁等作用下实现活化,由发光基元产生发光,所述的发光基元可以是上述任意合适的可以在合适波长的光激发下产生发光的实体。
[1948]
需要说明的是同一种发光团,其可以同时存在一种或多种活化发光过程,如二氧杂环丁烷发光体系、过氧化草酸酯发光体系、荧光素发光体系,其同时存在化学活化发光过程和生物活化发光过程。
[1949]
在本发明中,所述淬灭团指的是非荧光性能量受体,其也可以选自预先存在的或活化生成的。可以作为预先存在的淬灭团能量受体的基团包括但不仅限于:npi、nbd、dabcyl、bhq、atto、eclipse、 mgb、qxl、qsy、cy、lowa black、irdye等为基本骨架的淬灭染料及其淬灭染料的衍生物,具体而言,可以列举如下:
[1950][1951]
att0540q(商标名)、att0580q(商标名)、att0612q(商标名)、eclipse(商标名)、mgb(商标名)、 qxl490(商标名)、qxl520(商标名)、qxl570(商标名)、qxl610(商标名)、qxl670(商标名)、 qxl680(商标名)、cy5q(商标名)、cy7q(商标名)、lowa black fq(商标名)、lowablackrq(商标名)、irdye qc-1(商标名)。
[1952]
在本发明中,所述具有聚集荧光淬灭性质的荧光团,其包括但不仅限于三苯胺类荧光团、稠环类荧光团、并苯酰亚胺类荧光团、红荧烯类荧光团、卟啉类荧光团、酞菁类荧光团等,具体而言,可以列举如下:
[1953]
在本发明中,淬灭团也可以选自部分具有力敏特性的力敏基元/力敏团在机械力作用外的其他作用下活化生成的具有荧光淬灭性能的结构。
[1954]
在本发明中,合适的可活化生成的荧光团、发光团、淬灭团,其可以具有两种或两种以上的活化方法,不同的活化方法可以独立使用、同时使用或者次序性地使用,不同的活化方法甚至可以产生不同的活化效果。
[1955]
在本发明中,能够通过机械力以外的其他作用如化学、生物、光热、热、电、磁等其中的一种或多种的活化作用而生成荧光团和/或淬灭团的具有力敏特性的力敏基元/力敏团主要选自自由基型结构、五元环结构、六元环结构、环丁烷结构、单杂环丁烷结构、二氧环丁烷结构、二氮环丁烷结构、环丁烯结构、da 结构、杂da结构、光控da结构、[4 4]环加成结构、金属-配体结构。能够通过机械力以外的其他作用如化学、生物、光热、热、电、磁等其中的一种或多种的活化作用而生成发光团的具有力敏特性的力敏基元/力敏团主要选自二氧杂环丁烷类结构。所述的结构可以通过小分子形式、单链连接形式或基元结构无法受力的多链连接形式连接于聚合物链上,使得所述结构无法受力活化;或者即使可以受力活化,但通过调控力的大小使得机械力小于其活化力而导致其无法活化。本领域技术人员可以根据本发明的逻辑和思路合理地实现。这些丰富的选择性也体现了本发明的优势。
[1956]
在本发明中,为了获得预期的力致响应性能,所述的基于能量转移组合物的非共价单力敏团在满足能量供体的发射光谱和能量受体的吸收光谱要有部分的重叠以及能量
供体和能量受体需要足够靠近之外,所述的能量供体与能量受体还必须以适当的方式排列,其转移偶极取向优选接近平行。
[1957]
所述的复合力敏团由上述共价和/或非共价力敏基元/单力敏团中的一个或多个进行栓系和/或结合而成,其包括但不仅限于栓系结构、门控结构、平行结构、串联结构、以及栓系、门控、平行、串联中的两个或多个及其与力敏基元/单力敏团进行多元组合而成的多元复合结构。所述复合力敏团因此可以是共价复合力敏团、非共价复合力敏团、共价-非共价复合力敏团。复合力敏团的灵活性和多样性为本发明提供了灵活多样的聚合物设计和丰富的力致响应性。
[1958]
在本发明中,所述的栓系复合力敏团,其通过任意合适的一个上述共价或非共价力敏基元/单力敏团模块与任意合适的一个或多个连接基结合而成,其中,通过所述连接基将所述力敏基元/单力敏团模块栓系起来,在所述力敏基元/单力敏团活化后,栓系的连接基可以阻止(至少暂时)聚合物链发生因为断链型力敏基元/单力敏团活化所产生的断链或活化的非断链型力敏基元/单力敏团继续受力而发生断链。栓系结构的复合力敏团特别有利于阻止,至少是暂时阻止或减缓高分子链因为力敏团活化而产生断链,这对既获得力致响应性又保护高分子不产生断链性破坏极其重要。一个典型的栓系力敏团结构通式如下式所示,但本发明不仅限于此。
[1959][1960]
其中,为力敏基元/单力敏团;为连接基,其可以选自小分子和大分子连接基;为与任意合适聚合物链/基团/原子的连接。
[1961]
在本发明中,栓系连接基可以由普通共价键、动态共价键、超分子作用中的至少一种形成。力敏模块可以由具有动态共价特征的断链型共价力敏基元/单力敏团、断链型非动态的共价力敏基元/单力敏团、断链型非共价力敏基元/单力敏团。当力敏模块为断链型非动态的共价力敏基元/单力敏团,而栓系连接基由普通共价键形成时,所述栓系结构为非动态非断链型栓系复合力敏团。当仅有力敏模块具有动态共价特征或非共价特征时,而栓系连接基由普通共价键形成时,所述栓系结构为动态非断链型栓系复合力敏团。当力敏模块具有动态共价特征或非共价特征,而栓系连接基由动态共价键和/或超分子作用形成时,所述栓系结构为动态断链型栓系复合力敏团。当力敏模块为断链型非动态的共价力敏基元/单力敏团,而栓系连接基由动态共价键和/或超分子作用形成时,所述栓系结构为部分动态断链型栓系复合力敏团。当栓系连接基仅由普通共价键形成时,栓系连接基结构最稳定,最能够抵挡被栓系的力敏基元/单力敏团活化后聚合物链的完全断链。不管力敏模块是否为动态型,一旦栓系连接基含有动态共价键和/或超分子作用,则最终活化后可以利用动态共价键和/或超分子作用实现动态共价键和/或超分子作用的性能,具有动态性。
[1962]
在本发明的实施方式中,栓系复合力敏团优选对断链型的均裂、异裂、逆环化以及非共价力敏基元/ 单力敏团进行栓系。
[1963]
在本发明的实施方式中,用于栓系的均裂机理力敏基元/单力敏团优选双硫/多硫系列、双硒/多硒系列、双芳基呋喃酮系列、双芳基环酮系列、双芳基环戊烯二酮系列、双芳基色烯系列、芳基联咪唑系列、芳基乙烷系列、二氰基四芳基乙烷系列、芳基频哪醇系列、链转移系列、环己二烯酮系列、四氰基乙烷系列、氰基酰基乙烷系列、金刚烷取代乙烷系列、联
芴系列、烯丙基硫醚系列、硫代/硒代酯系列中的可逆自由基结构。
[1964]
在本发明的实施方式中,用于栓系的异裂机理力敏基元/单力敏团优选三芳基锍盐系列中的结构。
[1965]
在本发明的实施方式中,用于栓系的逆环化机理力敏基元/单力敏团优选环丁烷系列、二氧环丁烷系列、 da系列、杂da系列、[4 4]环加成系列中的结构。
[1966]
在本发明的实施方式中,用于栓系的非共价力敏基元/单力敏团优选铂炔配位基、氮杂卡宾与银/铜/金/ 钌配位基、硼氮配位基、钯磷配位基、钌的配位基、二茂铁、二茂钴。
[1967]
在本发明的实施方式中,用于栓系的连接基优选烃基、含有杂原子的烃基、聚酯基、聚乙二醇基。
[1968]
在本发明的实施方式中,一些优选的栓系复合力敏团结构通式如下,但本发明不仅限于此。
[1969][1970]
其中,选自:
[1971]
其中,选自:选自:
[1972]
其中,为连有n个的芳香族环;其中,所述芳香族环的环结构选自单环结构、多环结构、螺环结构、稠环结构、桥环结构、嵌套环结构;所述环的成环原子数没有特别限制;所述芳香族环的成环原子选自但不仅限于碳原子、氮原子、氧原子、硫原子、硼原子、膦原子、硅原子,成环原子上所连的氢原子被任意合适取代原子、取代基取代或不取代;其中,所述取代原子或取代基没有特别限制,选自但不仅限于卤素原子、烃基取代基、含杂原子的取代基中任一种或多种。不同位置的的结构相同或不同;如无特别注明,下文中出现的为同样的含义,不再重复说明;其中,为与任意合适聚合物链/基团/原子的连接;为连接基,其可以选自小分子和大分子连接基,不同位置的连接基可以相同或不同;n为的数量。
[1973]
在本发明的实施方式中,一些优选的栓系复合力敏团举例如下,但本发明不仅限于此,本领域技术人员可以根据本发明的指导灵活地获得更多的结构。
[1974]
[1975]
[1976][1977]
其中,为与任意合适聚合物链/基团/原子的连接,优选通过醚键、酯基、苯氧基、酰胺键、氨基甲酸酯键、叔胺基、三唑基、双键与聚合物链连接;r选自包括但不仅限于氢原子、烃基。
[1978]
在本发明中,所述的门控复合力敏团,其通过任意合适的两个或者多个共价或非共价力敏基元/单力敏团模块结合而成,其可以发生次序性活化,且只有其中作为门控的模
块活化后作为底物的模块才可以活化。在只有两个模块组合而成的门控复合力敏团中,一个模块为门控,另一个门控为底物。在含有三个模块组合而成的门控复合力敏团中,其中有一个模块既是前序活化模块的底物又是后序活化模块的门控。当门控复合力敏团中含有四个及其以上模块时,以n代表总的模块数量,则既是前序活化模块的底物又是后序活化模块的门控的模块数量为n-2。当门控模块的活化力高于底物模块时,一旦门控模块力活化,底物模块将随之立即活化,一方面门控模块保护了底物模块,另一方面门控模块间接提高了底物模块的活化力,有利于底物模块在聚合物受到更高的外力作用下发挥作用,对应力示警等功能意义特别突出。当门控模块的活化力低于底物模块时,门控活化后底物并不随之立即活化,底物必须在外力升高达到其活化力阈值后才发生活化;一方面可以通过阶梯式的活化获得次序性的力致响应,不同的响应可以给出不同的效果,例如应力示警等;另一方面,当一条聚合物链含有多个所述门控复合力敏团时,只有当可以活化的门控全部活化后才会开始活化底物,从而产生阶梯式的多次活化,除次序性的力致响应外,还有利于多层次保护聚合物并提高其韧性。当门控模块的活化力等于底物模块时,门控活化后底物也将随之快速活化,虽然门控无法有效保护底物,也无法产生阶梯式活化,但多个模块的次序性活化也可以产生多重相同或不相同的力致响应,对提高聚合物的韧性也具有积极的作用。一个典型的门控复合力敏团的结构通式如下式所示,但本发明不仅限于此。
[1979][1980]
其中,为力敏基元/单力敏团,p为既是前序活化模块的底物又是后序活化模块的门控的模块数量;为连接基,其可以选自小分子和大分子连接基,不同位置的连接基可以相同或不同;为与任意合适聚合物链/基团/原子的连接。
[1981]
在本发明中,门控模块可以选自断链型和非断链型。底物模块也可以是断链型或非断链型。不管门控模块和底物模块是否为断链型,必须保证门控模块先于底物模块受力活化。所述断链型门控模块,其包括具有动态共价特征的断链型共价力敏基元/单力敏团、断链型非动态的共价力敏基元/单力敏团、断链型非共价力敏基元/单力敏团。当门控模块和底物模块均选自具有动态共价特征的断链型共价力敏基元/单力敏团、断链型非共价力敏基元/单力敏团中任一种时,所述门控复合力敏团具有完全动态性;但若只有一种模块选自具有动态共价特征的断链型共价力敏基元/单力敏团、断链型非共价力敏基元/单力敏团中任一种时,所述门控复合力敏团仅具有部分动态性。
[1982]
在本发明中,所述门控复合力敏团中的连接基,其可选自由普通共价键、动态共价键、超分子作用的一种或多种形成的小分子或大分子连接基。其中,由普通共价键形成的连接基,方便对底物模块进行力活化。由动态共价键和/或超分子作用形成的连接基,其具有动态性。
[1983]
在本发明的实施方式中,所述的门控复合力敏团中的优选门控力敏基元/单力敏团为断链型,包括但不仅限于均裂、异裂、逆环化以及非共价力敏基元/单力敏团;底物力敏基元/单力敏团可以是任意合适的力敏基元/单力敏团,优选均裂、异裂、逆环化、电环化、弯曲活化以及非共价力敏基元/单力敏团。
[1984]
在本发明的实施方式中,优选的门控基元/基团包括但不仅限于双硫键、双硒键、双芳基呋喃酮基、双芳基环酮基、双芳基环戊烯二酮基、双芳基色烯基、芳基联咪唑基、芳基乙烷基、二氰基四芳基乙烷基、芳基频哪醇基、烷氧基胺基、烷硫基胺基、环己二烯酮基、四氰基乙烷基、氰基酰基乙烷基、金刚烷取代乙烷基、联芴基、烯丙基硫醚基、硫代酯基、硒代酯基、环丁烷基、二氧环丁烷基、da环化基、杂da 环化基、[4 4]环化基、铂炔配位基、氮杂卡宾与银/铜/金/钌配位基、硼氮配位基、钯磷配位基、钌的配位基、二茂铁、二茂钴。
[1985]
在本发明的实施方式中,优选的底物基元/基团包括但不仅限于双硫键、双硒键、双芳基呋喃酮基、双芳基环酮基、双芳基环戊烯二酮基、双芳基色烯基、芳基联咪唑基、芳基乙烷基、二氰基四芳基乙烷基、芳基频哪醇基、烷氧基胺基、烷硫基胺基、环己二烯酮基、四氰基乙烷基、氰基酰基乙烷基、金刚烷取代乙烷基、联芴基、烯丙基硫醚基、硫代酯基、硒代酯基、环丁烷基、二氧环丁烷基、da环化基、杂da 环化基、[4 4]环化基、铂炔配位基、氮杂卡宾与银/铜/金/钌配位基、硼氮配位基、钯磷配位基、钌的配位基、二茂铁、二茂钴、六元环、五元环、环丙烷基、环氧乙烷基。
[1986]
在本发明的实施方式中,一些优选的门控复合力敏团举例如下,但本发明不仅限于此,本领域技术人员可以根据本发明的指导灵活地获得更多的结构。
[1987][1988]
其中,为与任意合适聚合物链/基团/原子的连接,优选通过醚键、酯基、苯氧基、
酰胺键、氨基甲酸酯键、叔胺基、三唑基、双键与聚合物链连接;r1为氢、羟基、保护性基团,r2为氢、卤素,r3为氢、荧光团。
[1989]
在本发明中,平行复合力敏团,其通过任意合适的两个或多个合适的力敏基元/单力敏团模块以平行连接的方式结合而成,其中所有的力敏基元/力敏团模块能够同时受力。其中,平行的力敏基元/单力敏团模块可以相同也可以不同;当相同时,一个平行复合力敏团所需的活化力相当于两个或多个单力敏团所需的活化力,而且各个力敏基元/单力敏团模块会一般会被同时活化;当不相同时,若各个力敏团的活化力不同,则不同力敏基元/单力敏团模块可能会不同时活化。一个典型的平行复合力敏团的结构通式如下式所示,但本发明不仅限于此。
[1990][1991]
其中,为力敏基元/单力敏团,m为并联的力敏基元/单力敏团的数量,不同位置的力敏基元/单力敏团可以相同或不同;r、为连接基,可以选自小分子和大分子连接基,不同位置的连接基可以相同或不同;为与任意合适聚合物链/基团/原子的连接。
[1992]
在本发明中,所述的平行复合力敏团中的力敏模块可以选自断链型和非断链型。当任何一个力敏模块为动态断链型结构时,方便提供动态性。当所有平行力敏模块均选自具有动态共价特征的共价力敏团基元 /单力敏团和非共价力敏团基元/单力敏团时,所述平行复合力敏团为动态断链型复合力敏团。当任意一个力敏模块为非动态的共价力敏基元/单力敏团且其连接基为普通共价键结构时,所述平行复合力敏团为非断链型复合力敏团或断链型非动态复合力敏团。
[1993]
在本发明中,所述的平行复合力敏团中的连接基可以选自由普通共价键、动态共价键、超分子作用的一种或多种形成的小分子或大分子连接基。其中,由普通共价键形成的连接基,方便对力敏模块进行力活化;由动态共价键和/或超分子作用形成的连接基,其具有动态性。
[1994]
在本发明的实施方式中,一些优选的平行复合力敏团举例如下,但本发明不仅限于此,本领域技术人员可以根据本发明的指导灵活地获得更多的结构。
[1995][1996]
其中,为与任意合适聚合物链/基团/原子的连接,优选通过醚键、酯基、苯氧基、酰胺键、氨基甲酸酯键、叔胺基、三唑基、双键与聚合物链连接。在本发明中,平行力敏团所需的活化力是各个平行单元的加和,但是当各个单元不是同时发生活化时则不是加和效应。平行力敏团为材料的力致响应提供了更加丰富的性能和选择,特别是力敏团的综合力学强度可以得到提升。
[1997]
在本发明中,串联复合力敏团,其通过任意合适的两个或多个合适的力敏基元/单力敏团模块以串联连接的方式结合而成,任意相邻的两个力敏基元/单力敏团模块之间的串联连接基同时也是所述相邻的两个串联的力敏基元/单力敏团模块中任何一个的一部分,是任何一个所串联的力敏基元/力敏团模块实现力响应性/效果所不可或缺的一部分,而且在合适的机械力作用下各个所串联的力敏基元/单力敏团模块均能够活化。一个典型的串联复合力敏团的结构通式如下式所示,但本发明不仅限于此。
[1998][1999]
其中,为力敏基元/单力敏团,不同位置的力敏基元/单力敏团可以相同或不同;r、l为连接基,其可以选自小分子和大分子连接基,不同位置的连接基可以相同或不同;n、m为串联的力敏基元/单力敏团的数量;为与任意合适聚合物链/基团/原子的连接。
[2000]
在本发明中,所述串联复合力敏团中的力敏模块可以选自断链型和非断链型。当其中任何一个力敏模块为具有动态共价特征的共价力敏基元/单力敏团或非共价力敏基元/单力敏团时,所述的串联复合力敏团为动态断链型复合力敏团。当其中所有的力敏模块
均为非动态的共价力敏基元/单力敏团时,所述的串联复合力敏团为非断链型复合力敏团或断链型非动态复合力敏团。
[2001]
在本发明中,所述串联复合力敏团中的连接基可选自由普通共价键、动态共价键、超分子作用的一种或多种形成的小分子或大分子连接基。优选由普通共价键形成的连接基,方便对力敏模块进行力活化。
[2002]
在本发明的实施方式中,所述的串联复合力敏团中力敏基元/单力敏团为非断链型模块,优选六元环单元、五元环单元参与结合而成。在本发明的实施方式中,一些优选的串联复合力敏团举例如下,但本发明不仅限于此,本领域技术人员可以根据本发明的指导灵活地获得更多的结构。
[2003]
[2004][2005]
其中,为与任意合适聚合物链/基团/原子的连接,优选通过醚键、酯基、苯氧基、酰胺键、氨基甲酸酯键、叔胺基、三唑基、双键与聚合物链连接;r1、r2为任意合适的基团/原子,优选烃基和氢原子。上述基于六元环和五元环的串联复合力敏团特别适合于获得多级力致变色/荧光响应,通过多级变色和混合色/ 荧光可以感应不同应力作用并获得协同效应,对于获得多功能的力致响应具有重要意义。
[2006]
本发明中,栓系、门控、平行、串联中的任何一个或多个还可以与任意合适的一个
或多个力敏基元和 /或单力敏团和/或连接基模块进行再结合,或者栓系、门控、平行、串联中的任意合适的两个或多个模块进行再结合,从而获得多元复合力敏团。例如,对门控复合力敏团进行栓系而获得栓系的门控多元力敏团、栓系复合力敏团与单力敏团模块结合成平行多元复合力敏团、门控复合力敏团与单力敏团模块结合成多级门控多元复合力敏团、两个或多个串联复合力敏团结合成平行多元复合力敏团、串联复合力敏团与栓系复合力敏团结合成栓系的平行多元复合力敏团、门控复合力敏团与串联复合力敏团结合成门控多元复合力敏团、并联复合力敏团与串联复合力敏团结合成串联多元力敏团、对串联多元力敏团继续栓系而获得多元力敏团,等等。本领域技术人员可以根据本发明的指导,进行合理的组合,制备出多种多样结构和性能优异的多元复合力敏团。一些示例的多元复合力敏团结构通式举例如下,但本发明不仅限于此。
[2007][2008]
其中,为力敏基元/单力敏团,不同位置的力敏基元/单力敏团可以相同或不同;为连接基,其可以选自小分子和大分子连接基,不同位置的连接基可以相同或不同;n、m、q为串联/并联的力敏基元/ 单力敏团/复合力敏团/多元复合力敏团的数量,p为既是前序活化模块的底物又是后序活化模块的门控的模块数量;为与任意合适聚合物链/基团/原子的连接。
[2009]
在本发明中,所述多元复合力敏团中的力敏模块可以选自断链型和非断链型。当其中所有的力敏模块均为非动态的共价力敏基元/单力敏团时,所述的多元复合力敏团为非断链型复合力敏团或断链型非动态复合力敏团。当其中任何一个力敏模块为具有动态共价特征的共价力敏基元/单力敏团或非共价力敏基元/单力敏团时,所述的多元复合力敏团为动态断链型复合力敏团,其具有一定的动态性,也方便提供动态性。
[2010]
在本发明中,所述多元复合力敏团中的连接基可选自由普通共价键、动态共价键、超分子作用的一种或多种形成的小分子或大分子连接基。优选由普通共价键形成的连接基,方便对力敏模块进行力活化。
[2011]
在本发明中,动态断链型多元复合力敏团必须符合动态和断链的特征,非动态断
链型多元复合力敏团只要不符合动态或断链特征之一即可。
[2012]
在本发明的实施方式中,多元复合力敏团中,优选所述的栓系复合力敏团力敏基元/单力敏团为断链型,包括但不仅限于均裂、异裂、逆环化力敏基元/单力敏团;优选所述的门控复合力敏团中的门控力敏基元/ 单力敏团为断链型,包括但不仅限于均裂、异裂、逆环化力敏基元/单力敏团;优选所述的串联复合力敏团中力敏基元/单力敏团为非断链型模块。在本发明的实施方式中,一些优选的多元复合力敏团举例如下,但本发明不仅限于此,本领域技术人员可以根据本发明的指导灵活地获得更多的结构。
[2013][2014]
其中,为与任意合适聚合物链/基团/原子的连接,优选通过醚键、酯基、苯氧基、酰胺键、氨基甲酸酯键、叔胺基、三唑基、双键与聚合物链连接;r为任意合适的基团/原子,
优选烃基、甲氧基和酯基;r1为氢、羟基、保护性基团,r2为氢、卤素,r3为氢、荧光团。多元复合力敏团通过融合多元/多级复合/单力敏团/力敏基元,有利于通过一个力敏团获得多级/多重响应,最大限度地利用力致响应。
[2015]
在本发明中,所述的力响应性组分,其本身通常不是聚合物,将机械力直接作用于其本身可以产生力响应,且其与慢回弹聚合物共混后,在机械力作用下可以令其产生力响应,从而使得慢回弹聚合物具有力响应性,其包括但不仅限于力响应性晶体、力响应性组装体、力响应性聚集体、力响应性组合物。所述的响应性成分,以物理共混形式共混分散于慢回弹聚合物或其组成中,并可选地与慢回弹聚合物链上含有的力敏团协同和/或正交地产生力致响应性能/效果。
[2016]
在本发明中,所述的力响应性晶体,其一般为小分子染料晶体,其一般通过结晶/自组装后结晶形成,在机械力作用下,力响应性晶体的结晶态/组装态发生变化,产生颜色、荧光、发光等变化,从而实现力响应;其典型结构可以举例如螺吡喃、螺噻喃、螺恶嗪、螺噻嗪、罗丹明等小分子晶体,以及结晶性的小分子组装体、小分子聚集体、小分子组合物。
[2017]
在本发明中,所述的力响应性组装体,其可以选自给体-受体型、二酮吡咯并吡咯型、共轭型、铂配位型、金配位型、铍配位型、铜配位型、铱配位型、硼配位型、吩噻嗪型、二氧杂环硼烷型、染料分子型;其典型结构可参照本发明前文基于超分子组装体的非共价单力敏团中所述的结构。
[2018]
在本发明中,所述的力响应性聚集体,其可以选自二乙烯基蒽型、四芳基乙烯型、氰基乙烯型、黄连素型、马来酰亚胺型、4-氢吡喃型;其典型结构可参照本发明前文基于聚集体的非共价单力敏团中所述的结构。
[2019]
在本发明中,还涉及能量转移,特别是力致能量转移。
[2020]
在本发明中,所述“能量转移”,特指光子能量从能量供体向能量受体的转移;一种情况是当能量供体吸收一定频率的光子后,被激发到更高的电子能态,在该电子回到基态前,通过能量供体和能量受体之间的偶极子共振相互作用,实现了能量向邻近的能量受体转移;另一种情况是当能量供体发生发光包括力致发光后,通过能量供体和能量受体之间的偶极子共振相互作用,实现了能量向邻近的能量受体转移。其中,所述的能量供体可以选自荧光团和/或发光团,所述的能量受体可以选自荧光团和/或淬灭团。为了实现能量转移,必须满足以下条件:1)能量供体的发射光谱和能量受体的吸收光谱要有部分的重叠;2)能量供体和能量受体需要足够靠近,间距优选在不大于10nm;3)能量供体与能量受体还必以适当的方式排列,其转移偶极取向优选接近平行。
[2021]
在本发明中,发生所述的力致能量转移的能量供体和能量受体中,至少一种能量供体和/或至少一种能量受体是由所述聚合物链上的力敏团和/或聚合中的力敏成分/组分受力活化而直接和/或间接生成。除至少一个能量供体或受体必须是由力敏团/力敏成分/组分受力活化而直接和/或间接生成外,同一个聚合物体系中还可以含有一个或者多个其他非力致来源的供体和/或受体。也即,其中产生力致能量转移的能量供体和能量受体的组合,可以包括但不仅限于以下的情况:力致直接生成的能量供体与其他非力致来源的能量受体的组合、力致直接生成的能量供体与力致直接生成的能量受体的组合、力致直接生成的能量供体与力致间接生成的能量受体的组合、力致间接生成的能量供体与其他非力致来源的能量受体的组合、力致间接生成的能量供体与力致直接生成的能量受体的组合、力致
间接生成的能量供体与力致间接生成的能量受体的组合、其他非力致来源的能量供体与力致直接生成的能量受体的组合、其他非力致来源的能量供体与力致间接生成的能量受体的组合。此外,本发明也不排除一个合适的力敏团在合适条件下的活化可以同时直接和间接生成能量供体或能量受体或者同时生成能量供体和能量受体。而且,其中,当同一个聚合物中含有多种能量供体和多种能量受体时,其中的能量供体和能量受体均可以有多于一个的来源。其中,所述的其他非力致来源指的是所述能量供体/能量受体除所述力致活化直接和/或间接生成外,还可以包括但不仅限于预先存在的、光活化生成的、热活化生成的、电活化生成的、化学活化生成的、生物活化生成的、磁活化生成的;其中其他活化方式也可以直接和/或间接生成所述能量供体/能量受体。此外,在本发明的实施方式中,所述的聚合物中除具有力致能量转移外,还可以发生其他形式的能量转移,也即其他非力致来源的能量供体和其他来源的能量受体之间的能量转移。
[2022]
在本发明的实施方式中,优选力敏团力致活化直接生成的能量供体和能量受体在聚合物链上外,力敏团/力敏成分/组分力致活化间接生成的以及其他非力致来源的能量供体和能量受体均可以在聚合物链上,也可以不在聚合物链上,优选在聚合物链上;优选能量供体和能量受体之间的距离不大于10nm,进一步优选在同一聚合物链上,更进一步优选在同一聚合物链上且距离不大于10nm;优选能量供体和能量受体之间间距不超过20个原子,更优选不超过10个原子,更进一步优选不超过5个原子。能量受体和供体在同一聚合物链上时,可以通过共价和/或非共价方式连接。其中所述的连接用的非共价作用,其可以是任意合适的非共价相互作用,其包括但不仅限于:氢键作用、金属-配体作用、离子作用、离子-偶极作用、主体-客体作用、亲金属作用、偶极-偶极作用、卤键作用、路易斯酸碱对作用、阳离子-π作用、阴离子-π作用、苯-氟苯作用、π-π堆叠作用、离子氢键作用、自由基阳离子二聚作用、相分离、结晶作用;在机械力作用下,所述的非共价作用被破坏,引起能量转移过程改变,获得力致响应性;此外,由于所述非共价作用的可逆特性,还可赋予所述力敏团可逆的、可循环的力致响应效果。在本发明中,通过设计、选择和调节力致和其他非力致来源的能量供体/能量给体的种类、数量、组合、连接方式等,可以有机地调控包括力致能量转移在内的能量转移,获得优异的多样性的能量转移性能和广泛的用途。
[2023]
在本发明中,能量供体和能量受体可以不相同或相同,优选不相同。当能量供体和受体相同时,供体和受体必须至少有一个具有多种激发波长和/或发射波长。
[2024]
在本发明中,能量转移可以是仅有一级,也可以是多级。当所述力致能量转移聚合物中含有多个荧光团/发光团(前体)时,在合适的能量转移条件下,就能够形成多级能量转移,即第一级能量供体所发出的荧光/冷发光波长作为第一级能量受体的荧光激发波长,第一级能量受体受激发后所发出的荧光波长作为第二级能量受体的荧光激发波长,第二级能量受体受激发后所发出的荧光波长作为第三级能量受体的荧光激发波长,等等,由此实现多级能量转移的现象。只有一级转移时,能量转移可以是荧光淬灭;多级转移时,最后一级的能量转移可以是荧光淬灭。
[2025]
在本发明中,所述的荧光指的是当荧光团经某种波长的入射光照射,吸收光能后进入激发态,并且立即退激发并发出比入射光的波长长或短的出射光,是一种光致发光的冷发光现象;入射光的波长称为激发波长,出射光的波长称为发射波长。当发射波长比激发波长长时,称为下转换荧光;当发射波长比激发波长短时,称为上转换荧光。除光致荧光外,
可以作为能量受体的荧光激发波长或可被能量受体淬灭的冷发光可以是其他任意合适的非由物质产热而发出的光,包括但不仅限于发光团的化学发光、发光团的生物发光。所述的荧光淬灭指的是由于淬灭团的存在或荧光环境的变化使荧光/发光物质的荧光强度和荧光寿命降低的现象,其包括静态淬灭、动态淬灭和聚集诱导荧光淬灭。所述的静态淬灭指的是当基态荧光团/发光团与淬灭团之间通过弱的结合生成复合物,且该复合物使荧光/发光淬灭的现象;所述的动态淬灭指的是激发态荧光团/发光团与淬灭团碰撞而使其荧光/发光淬灭;所述的聚集诱导荧光淬灭指的是一些荧光团/发光团具有聚集诱导荧光淬灭的性质,当荧光团/发光团浓度过大时产生的自淬灭现象。
[2026]
在本发明中,所述荧光团可以选自包括但不仅限于有机荧光团、有机金属荧光团、有机元素荧光团、生物荧光团、无机荧光团,其可以选自包括但不仅限于共价基团和非共价复合体、自组装体、组合物、聚集体及其组合形式。所述荧光团可以选自包括但不仅限于预先存在的、力致活化生成的、化学活化生成的、生物活化生成的、光活化生成的、热活化生成的、电活化生成的、磁活化生成的。
[2027]
在本发明中,所述预先存在的荧光团,其指的是未经任何活化或干预就能够在某种波长的入射光照射下,吸收光能后进入激发态,并且立即退激发并发出比入射光的波长短或长的出射光的物质,其包括但不仅限于有机荧光团、有机金属荧光团、有机元素荧光团、生物荧光团、有机上转换荧光团、无机荧光团、无机上转换荧光团,其可以选自但不仅限于共价结构和非共价复合体、自组装体、组合物、聚集体及其组合形式。
[2028]
在本发明中,有机荧光团、有机金属荧光团、有机元素荧光团、生物荧光团、有机上转换荧光团、无机荧光团、无机上转换荧光团等荧光团之间也可以形成同类或不同类的各种非共价复合体、自组装体、聚集体、组合物等荧光团。
[2029]
在本发明中,所述力致活化生成的荧光团,其指的是由其前体在机械力的作用下直接和/或间接发生结构改变而生成的荧光的激发波长和/或发射波长发生变化的具有荧光性的实体,其前体可称为荧光力敏团。所述荧光力敏团在力致活化前可以发荧光或不发荧光,但活化后可以发荧光。其中,所述荧光力敏团中含有力敏基元,所述力敏基元包括但不仅限于共价化学基团、超分子复合体、超分子组装体、组合物、聚集体。
[2030]
在本发明中,所述荧光力敏团/力敏成分/组分包括荧光单力敏团和荧光复合力敏团。其中,所述的荧光单力敏团仅包含一个力敏基元或在其结构中仅有一个力敏基元可以被力活化,且其不被栓系结构所栓系,所述栓系结构不是产生力致响应信号的必要成分,其包括共价荧光单力敏团和非共价荧光单力敏团。其中,所述的荧光复合力敏团由上述共价和/或非共价荧光力敏基元/单力敏团中的一个或多个进行栓系和/ 或结合而成(包括与非荧光力敏基元/单力敏团结合),其包括但不仅限于栓系结构、门控结构、平行结构、串联结构、以及栓系、门控、平行、串联中的两个或多个及其与荧光和/或非荧光力敏基元/单力敏团进行多元/多级结合而成的多元复合结构。所述荧光复合力敏团因此可以是共价复合力敏团、非共价复合力敏团、共价-非共价复合力敏团。复合力敏团的灵活性和多样性为本发明提供了灵活多样的聚合物设计和丰富的力致响应性。
[2031]
上转换荧光团中的一个或多个成分均可以通过力致活化直接和/或间接生成。
[2032]
有机上转换荧光团优选通过基于三线态-三线态湮灭达到上转换效果的有机组合物,所述的有机组合物主要由敏化剂和有机上转换能量受体组成。
[2033]
在本发明中,所述的有机上转换敏化剂可以预先存在,也可以通过活化后直接和/或间接形成,包括但不仅限于力活化、生物活化、化学活化、光活化,活化后直接和/或间接形成的有机上转换敏化剂与能量受体的作用下,从而实现能量上转换的效果,能够使能量上转换的过程更加容易调控和设计,丰富能量上转换的效果。
[2034]
在本发明中,有机上转换能量受体可以举例如下,但本发明不仅限于此:
[2035][2036]
在本发明中,所述的有机上转换能量受体可以预先存在,也可以通过活化后直接和/或间接形成,包括但不仅限于力活化、生物活化、化学活化、光活化、热活化、磁活化、电活化,活化后直接和/或间接形成的有机上转换能量受体在敏化剂的作用下,从而实现能量上转换的效果,能够使能量上转换的过程更加容易调控和设计,丰富能量上转换的效果。
[2037]
在本发明中,所述荧光团在合适的条件下可以作为能量供体,而在另外的合适条件下可以作为能量受体。通过合理利用所述的荧光团,可以获得理想的能量供体和受体的组合,获得优异的能量转移性能。
[2038]
在本发明中,所述发光团可以选自但不仅限于力致活化生成的、化学活化生成的、光活化生成的/可光致发光的、热活化生成的/可热致发光的、电活化生成的/可电致发光的、磁活化生成的/可磁致发光的。
[2039]
在本发明中,所述可以力致活化生成发光团的实体结构称为发光力敏团/力敏成分/组分,其指的是能够在机械力的作用下直接和/或间接发生结构改变,从而产生发光现象的力敏团,其包括但不仅限于基于二氧环丁烷发光单力敏团和复合力敏团。
[2040]
在本发明中,所述淬灭团指的是非荧光性能量受体,其也可以选自预先存在的或活化生成的。
[2041]
在本发明中,预先存在的各种荧光团、发光团、淬灭团也可以通过合适改性或衍生化而生成可以通过非力致活化作用进行活化的结构前体。
[2042]
需要说明的是同一种荧光团/发光团/淬灭团,其可以采用一种或多种活化方式,或者需要连续或同时采用多种活化方式。
[2043]
在本发明中,部分能够作为力敏基元/力敏团/力敏成分/组分的结构也能够通过机械力以外的其他作用如化学、生物、光热、热、电、磁等其中的一种或多种的活化作用而生成荧光团和/或发光团和/或淬灭团。所述的结构可以通过小分子形式、单链连接形式或基元结构无法受力的多链连接形式连接于聚合物链上,使得所述结构无法受力活化;或者即使可以受力活化,但通过调控力的大小使得机械力小于其活化力而导致其无法活化。本领域技术人员可以根据本发明的逻辑和思路合理地实现。这些丰富的选择性也体现了本发明的优势。
[2044]
在本发明中,通过力敏基元/力敏团/力敏成分/组分的力致活化而间接生成的能量供体和能量受体时,其可以是力敏基元/力敏团/力敏成分/组分活化而导致其他结构生成能量供体和/或能量受体,或者可以是力敏基元/力敏团/力敏成分/组分活化后被其他作用导致活化产物再生成能量供体和/或受体。荧光团、发光团和淬灭团均可以直接和/或力致产生。上转换的荧光也可以作为激发光,荧光团的荧光也可以作为上转换荧光的激发光,发光团的发光也可以作为上转换荧光的激发光。
[2045]
在本发明中,所述基体和/或分散体可以含有至少一种胀流性机理/方式,也可以含有动态共价、超分子、力敏性中的至少一种,也可以同时含有多种动态共价键、多种超分子作用、多种力敏性。当所述基体或分散体无胀流性时,其也可以含有动态共价、超分子、力敏性中的至少一种,也可以同时含有多种动态共价键、多种超分子作用、多种力敏性。在本发明的实施方式中,方便进行任意合适的组合,获得最佳的性能。
[2046]
在本发明中,进行所述的3d打印时,可以采用单材料打印法,也可以采用多材料打印法,在打印一个吸能结构时也可以部分采用单材料打印法部分采用多材料打印法。所述的材料可以是单组分也可以是多组分的复合物。所述的材料为多组分时,可以预先进行混合和/或网络穿插复合,也可以预先直接采用3d 打印方式进行复合,然后在进一步进行3d打印。
[2047]
在本发明中,可以不存在基体和分散体的复合结构,也即仅打印一种材料或仅采用单材料打印,但所述的一种材料和单材料可以是混合物,其中可以填充或分散或溶胀有填料、添加剂等。所述的单材料可以仅是一种本征型胀流性聚合物,以及可选的其他非胀流性的填料或添加剂等成分,并通过单材料3d打印法将所述的一种本征型胀流性聚合物打印成所述的吸能结构;或为一种胀流性聚合物的组合物,所述组合物中包含多种胀流性聚合物或为多种胀流性机理的混合物,以及可选的其他非胀流性的填料或添加剂等成分,并通过单材料3d打印法将所述的一种本征型胀流性聚合物打印成所述的吸能结构。
[2048]
在本发明中,当存在所述的打印基体和所述的打印分散体时,采用多材料打印法。所述的基体可以是单一成分或多成分的组合物,所述的分散体也可以是单一成分或多成分的组合物。
[2049]
在本发明中,所述3d打印的胀流性吸能结构的基体可以选自胀流性和非胀流性,其中,非胀流性的基体可选自包括但不仅限于具有高弹性、塑性的固体、凝胶,胀流性的基体可选自包括但不仅限于具有高弹性、慢回弹性、塑性的固体、凝胶;优选胀流性的基体同时具有胀流性和高弹性,能够在受外力作用后及时恢复形状,方便重复使用。所述3d打印的胀流性吸能结构的分散体可以选自包括但不仅限于胀流性和非胀流性,其中,非胀流性的分散体可以选自包括但不仅限于牛顿流体、剪切变稀流体、宾汉流体、低 tg交联聚合物、凝
胶、乳液、乳膏,优选水、硅油、矿物油、植物油、液体石蜡、乙二醇、甘油、低聚聚乙二醇、离子液体、增塑剂及以其作为分散介质的非胀流性流体;胀流性的分散体可以选自包括但不仅限于胀流性流体、胀流性低tg交联聚合物、胀流性凝胶,优选含硼动态聚合物流体、含强动态超分子作用的动态聚合物流体、含硼杂化交联动态聚合物、含强动态超分子作用的杂化动态交联聚合物、含硼杂化交联动态聚合物凝胶、含强动态超分子作用的杂化动态交联聚合物凝胶、含分散性胀流性分散液的胀流性凝胶。
[2050]
在本发明中,所述的3d打印的胀流性吸能结构,是同时打印吸能结构内部结构和外形。通过对吸能结构内部结构的调节,使吸能结构具有超常的性能;通过对吸能结构外形的调节,使吸能结构更贴合使用环境的同时还可以通过外形结构额外提升一部分吸能性能。
[2051]
在本发明中,制备用于3d打印的胀流性吸能结构的聚合物时,可根据制备工艺、成型过程以及使用性能要求等实际需要,有选择地添加或使用助剂、填料、溶胀剂来共同作为聚合物的配方组分,其可以改善材料加工性能、提高产品质量和产量,降低产品成本或者赋予产品某种特有的应用性能,但这些添加物或使用物并不是必须的。
[2052]
其中,所述的助剂,其能够改善材料制备过程,提高产品质量和产量,降低产品成本或者赋予产品某种特有的应用性能。所述的助剂选自以下任一种或任几种:合成用助剂,包括催化剂;稳定化助剂,包括抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂;改善力学性能的助剂,包括增韧剂、相容剂;提高加工性能的助剂,包括润滑剂、脱模剂;柔软化与轻质化的助剂,包括增塑剂、发泡剂;改变表面性能的助剂,包括抗静电剂、乳化剂、分散剂;改变色光的助剂,包括着色剂、荧光增白剂、消光剂;难燃化与抑烟助剂,包括阻燃剂;其他助剂,包括成核剂、流变剂、增稠剂、流平剂、抗菌剂、动态调节剂。
[2053]
所述的合成用催化剂,其主要用于动态聚合物的合成反应,通过催化反应性基团之间的反应,降低反应活化能来加速反应速率,实现动态聚合物的聚合,其包括但不限于以下任一种或任几种合成用催化剂:

聚氨酯合成用催化剂:胺类催化剂,如三乙胺、三亚乙基二胺、双(二甲氨基乙基)醚、2-(2-二甲氨基-乙氧基)乙醇、三甲基羟乙基丙二胺、n,n-双(二甲胺丙基)异丙醇胺、n-(二甲氨基丙基)二异丙醇胺、n,n,n
’-
三甲基-n
’-
羟乙基双胺乙基醚、四甲基二亚丙基三胺、n,n-二甲基环己胺、n,n,n’,n
’ꢀ-
四甲基亚烷基二胺、n,n,n’,n’,n
’-
五甲基二亚乙基三胺、n,n-二甲基乙醇胺、n-乙基吗啉、2,4,6-(二甲氨基甲基)苯酚、三甲基-n-2-羟丙基己酸、n,n-二甲基苄胺、n,n-二甲基十六胺等;有机金属类催化剂,如辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯、二辛基锡二月桂酸酯、异辛酸锌、异辛酸铅、油酸钾、环烷酸锌、环烷酸钴、乙酰丙酮铁、乙酸苯汞、丙酸苯汞、环烷酸铋、甲醇钠、辛酸钾、油酸钾、碳酸钙等;

聚烯烃合成用催化剂:如ziegler-natta催化剂、π-烯丙基镍、烷基锂催化剂、茂金属催化剂、一氯二乙基铝、四氯化钛、三氯化钛、三氟化硼乙醚络合物、氧化镁、二甲胺、氯化亚铜、三乙胺、四苯硼钠、三氧化二锑、倍半乙基氯化铝、三氯氧钒、三异丁基铝、环烷酸镍、环烷酸稀土等;

cuaac反应催化剂:由一价铜化合物和胺配体共用协同催化;一价铜化合物可选自cu(i)盐,如cucl、cubr、cui、cucn、cuoac等;也可选自cu(i)络合物,如[cu(ch3cn)4]pf6、[cu(ch3cn)4]otf、cubr(pph3)3等;胺配体可选自三[(1
-ꢀ
苄基-1h-1,2,3-三唑-4-基)甲基]胺(tbta)、三[(1-叔丁基-1h-1,2,3-三唑-4-基)甲基]胺(ttta)、三(2-苯并咪唑甲基)胺(tbia)、水合红菲绕啉二磺酸钠等。所用的催化剂用量没有特别限定,一般
为0.01-0.5wt%。
[2054]
所述的抗氧剂,其能够延缓聚合物样品的氧化过程,保证材料能够顺利地进行制备加工并延长其使用寿命,包括但不限于以下任一种或任几种抗氧剂:受阻酚类,如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、1,1,3-三(2
-ꢀ
甲基-4羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2,2
’-
亚甲基双 (4-甲基-6-叔丁基苯酚);含硫受阻酚类,如4,4
’-
硫代双-[3-甲基-6-叔丁基苯酚]、2,2
’-
硫代双-[4-甲基-6
-ꢀ
叔丁基苯酚];三嗪系受阻酚,如1,3,5-二[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰]-六氢均三嗪;三聚异氰酸酯受阻酚类,如三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-三异氰酸酯;胺类,如n,n
’-
二(β-萘基)对苯二胺、 n,n
’-
二苯基对苯二胺、n-苯基-n
’-
环己基对苯二胺;含硫类,如硫代二丙酸二月桂酯、2-巯基苯并咪唑、 2-巯基苯并噻唑;亚磷酸酯类,如亚磷酸三苯酯、亚磷酸三壬基苯酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯等;其中,抗氧剂优选茶多酚(tp)、丁基羟基茴香醚(bha)、二丁基羟基甲苯(bht)、叔丁基对苯二酚(tbhq)、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯(抗氧剂168)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)。所用的抗氧剂用量没有特别限定,一般为0.01-1wt%。
[2055]
所述的光稳定剂,能够防止聚合物样品发生光老化,延长其使用寿命,其包括但不限于以下任一种或任几种光稳定剂:光屏蔽剂,如炭黑、二氧化钛、氧化锌、亚硫酸钙;紫外线吸收剂,如2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2,4,6-三(2-羟基-4-正丁氧基苯基)-1,3,5-均三嗪、2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸2-乙基己酯;先驱型紫外线吸收剂,如水杨酸对-叔丁基苯酯、双水杨酸双酚a酯;紫外线淬灭剂,如双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸单乙酯)、2,2
’-
硫代双(4-特辛基酚氧基)镍;受阻胺光稳定剂,如癸二酸双(2,2,6,6
-ꢀ
四甲基哌啶)酯、苯甲酸(2,2,6,6-四甲基哌啶)酯、三(1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)亚磷酸酯;其他光稳定剂,如3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸(2,4-二叔丁基苯)酯、烷基磷酸酰胺、n,n
’-
二正丁基二硫代氨基甲酸锌、n,n
’-
二正丁基二硫代氨基甲酸镍等;其中,光稳定剂优选炭黑、癸二酸双(2,2,6,6-四甲基哌啶) 酯(光稳定剂770)。所用的光稳定剂用量没有特别限定,一般为0.01-0.5wt%。
[2056]
所述的热稳定剂,能够使得聚合物样品在加工或使用过程中不因受热而发生化学变化,或者延缓这些变化来达到延长使用寿命的目的,其包括但不限于以下任一种或任几种热稳定剂:铅盐类,如三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、二盐基硬脂酸铅、二盐基苯二甲酸铅、三盐基马来酸铅、盐基性硅酸铅、硬脂酸铅、水杨酸铅、二盐基邻苯二甲酸铅、碱式碳酸铅、硅胶共沉淀硅酸铅;金属皂类:如硬脂酸镉、硬脂酸钡、硬脂酸钙、硬脂酸铅、硬脂酸锌;有机锡化合物类,如二月桂酸二正丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、马来酸二(正)丁基锡、双马来酸单辛酯二正辛基锡、二巯基乙酸异辛酯二正辛基锡、京锡c-102、二巯基乙酸异辛脂二甲基锡;锑稳定剂,如硫醇锑盐、巯基乙酸酯硫醇锑、巯基羧酸酯锑、羧酸酯锑;环氧化合物类,如环氧化油、环氧脂肪酸酯;亚磷酸酯类,如亚磷酸三芳酯、亚磷酸三烷酯、亚磷酸三芳烷酯、烷芳混合酯、聚合型亚磷酸酯;其中,热稳定剂优选硬脂酸钡、硬脂酸钙、二月桂酸二正丁基锡、马来酸二(正) 丁基锡。所用的热稳定剂用量没有特别限定,一般为0.1-0.5wt%。
[2057]
所述的增韧剂,能够降低聚合物样品脆性,增大韧性,提高材料承载强度,其包括
但不限于以下任一种或任几种增韧剂:甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、氯化聚乙烯树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂及其改性物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、乙丙胶、三元乙丙胶、顺丁胶、丁苯胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等;其中,增韧剂优选乙丙胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 (abs)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sbs)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(mbs)、氯化聚乙烯树脂(cpe)。所用的增韧剂用量没有特别限定,一般为5-10wt%。
[2058]
所述的相容剂,其能够借助于分子间的键合力,改善聚合物样品之间或其与无机填充剂或增强材料的界面性能,促使不相容的聚合物或无机材料结合在一体,进而得到稳定的共混物,能够在塑料加工过程中降低材料熔体的粘度,改善填料的分散度以提高加工性能,进而使制品获得良好的表面质量及机械、热和电性能,其包括但不仅限于以下任一种或任几种相容剂:偶联剂型相容剂,包括有机酸铬络合物、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、磺酰叠氮偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂等,如二乙烯基四甲基二硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅氧烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-缩水甘油丙基-三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基-三甲氧基硅、γ-巯丙基-三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷;共聚物型相容剂,其包括嵌段共聚物、接枝共聚物和无规共聚物,如聚乙二醇-聚二甲基硅氧烷共聚物、聚乙烯-聚苯乙烯共聚物、聚丙烯-聚苯乙烯共聚物、abs
-ꢀ
马来酸酐共聚物、聚乙烯-马来酸酐共聚物、聚丙烯-马来酸酐共聚物等;表面活性剂型相容剂,其包括阴离子型表面活性剂,如硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠等,阳离子型表面活性剂,如季铵化物等,非离子型表面活性剂,如烷基葡糖苷(apg)、聚缩水甘油酯、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦(司盘)、聚山梨酯(吐温)等,两性表面活性剂,如卵磷脂、氨基酸型、甜菜碱型等,还包括复配表面活性剂、其他表面活性剂等。其中,相容剂优选γ-氨丙基三乙氧基硅烷(硅烷偶联剂kh550)、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂kh560)、聚乙二醇-聚二甲基硅氧烷共聚物、聚乙烯-马来酸酐共聚物、聚丙烯-马来酸酐共聚物、硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、单硬脂酸甘油酯。所用的相容剂用量没有特别限定,一般为0.5-2 wt.%。
[2059]
所述的润滑剂,能够提高聚合物样品的润滑性、减少摩擦、降低界面粘附性能,其包括但不限于以下任一种或任几种润滑剂:饱和烃和卤代烃类,如固体石蜡、微晶石蜡、液体石蜡、低分子量聚乙烯、氧化聚乙烯蜡;脂肪酸类,如硬脂酸、羟基硬脂酸;脂肪酸酯类,如脂肪酸低级醇酯、脂肪酸多元醇酯、天然蜡、酯蜡和皂化蜡;脂肪族酰胺类,如硬脂酰胺或硬脂酸酰胺、油酰胺或油酸酰胺、芥酸酰胺、n,n
’-
乙撑双硬脂酰胺;脂肪醇类,如硬脂醇;金属皂类,如硬脂酸铅、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸镁、硬脂酸锌等;其中,润滑剂优选固体石蜡、液体石蜡、硬脂酸、低分子量聚乙烯。所用的润滑剂用量没有特别限定,一般为0.5-1wt%。
[2060]
所述的脱模剂,它可使聚合物样品易于脱模,表面光滑、洁净,其包括但不限于以下任一种或任几种脱模剂:石蜡烃、皂类、二甲基硅油、乙基硅油、甲基苯基硅油、蓖麻油、废机油、矿物油、二硫化钼、氯乙烯树脂、聚苯乙烯、硅橡胶等;其中,脱模剂优选二甲基硅油。所用的脱模剂用量没有特别限定,一般为0.5-2wt%。
[2061]
所述的增塑剂,其能够增加聚合物样品的塑性,使得聚合物的硬度、模量、软化温
度和脆化温度下降,伸长率、曲挠性和柔韧性提高,其包括但不限于以下任一种或任几种增塑剂:苯二甲酸酯类:邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二庚酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸丁酯乙醇酸丁酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸双(十三)酯、对苯二甲酸二(2-乙基)己酯;磷酸酯类,如磷酸三甲苯酯、磷酸(二苯-2-乙基)己酯;脂肪酸酯类,如己二酸二(2-乙基)己酯、癸二酸二(2-乙基)己酯;环氧化合物类,如环氧甘油酯类、环氧脂肪酸单酯类、环氧四氢邻苯二甲酸酯类、环氧大豆油、环氧硬脂酸(2-乙基)己酯、环氧大豆油酸2-乙基己酯、4,5-环氧四氢邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯、黄杨乙酰蓖麻油酸甲酯;二元醇脂类,如c5~9酸乙二醇酯、c5~9酸二缩三乙二醇酯;含氯类,如绿化石蜡类、氯代脂肪酸酯;聚酯类,如乙二酸1,2-丙二醇系聚酯、癸二酸1,2-丙二醇聚酯、石油磺酸苯酯、偏苯三酸酯、柠檬酸酯等;其中,增塑剂优选邻苯二甲酸二辛酯(dop)、邻苯二甲酸二丁酯(dbp)、邻苯二甲酸二异辛酯(diop)、邻苯二甲酸二异壬酯(dinp)、邻苯二甲酸二异癸酯(didp)、磷酸三甲苯酯(tcp)。所用的增塑剂用量没有特别限定,一般为5-20wt%。
[2062]
所述的发泡剂,能使得聚合物样品发泡成孔,其包括但不限于以下任一种或任几种发泡剂:物理发泡剂,如丙烷、甲醚、戊烷、新戊烷、己烷、异戊烷、庚烷、异庚烷、石油醚、丙酮、苯、甲苯、丁烷、乙醚、氯甲烷、二氯甲烷、二氯乙烯、二氯二氟甲烷、三氟氯甲烷;无机发泡剂,如碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵;有机发泡剂,如n,n
’-
二硝基五次甲基四胺、n,n
’-
二甲基-n,n
’-
二亚硝基对苯二甲酰胺、偶氮二甲酰胺、偶氮二碳酸钡、偶氮二碳酸二异丙酯、偶氮甲酰胺甲酸钾、偶氮二异丁腈、4,4
’-
氧代双苯磺酰肼、苯磺酰肼、三肼基三嗪、对甲苯磺酰氨基脲、联苯-4,4
’-
二磺酰叠氮;物理型微球/颗粒发泡剂,如阿克苏诺贝尔等公司生产的可发泡微球;发泡促进剂,如尿素、硬脂酸、月桂酸、水杨酸、三盐基性硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、硬脂酸铅、硬脂酸镉、硬脂酸锌、氧化锌;发泡抑制剂,如马来酸、富马酸、硬脂酰氯、苯二甲酰氯、马来酸酐、苯二甲酸酐、对苯二酚、萘二酚、脂肪族胺、酰胺、肟、异氰酸酯、硫醇、硫酚、硫脲、硫化物、砜、环己酮、乙酰丙酮、六氯环戊二烯、二丁基马来酸锡等。其中,发泡剂优选碳酸氢钠、碳酸铵、偶氮二甲酰胺(发泡剂ac)、n,n
’-
二硝基五次甲基四胺(发泡剂h)、n,n
’-
二甲基-n,n
’-
二亚硝基对苯二甲酰胺(发泡剂nta)、物理型微球发泡剂,所用的发泡剂用量没有特别限定,一般为0.1-30wt%。
[2063]
所述的抗静电剂,可将聚合物样品中聚集的有害电荷引导或消除,使其不对生产和生活造成不便或危害,其包括但不限于以下任一种或任几种抗静电剂:阴离子型抗静电剂,如烷基磺酸盐、对壬基苯氧基丙烷磺酸钠、烷基磷酸酯二乙醇胺盐、对壬基二苯醚磺酸钾、磷酸酯衍生物、磷酸盐、磷酸酯衍生物、脂肪胺磺酸盐、丁酸酯磺酸钠;阳离子型抗静电剂,如脂肪铵盐酸盐、月桂基三甲基氯化铵、十二烷基三甲胺溴化物、烷基羟乙基二甲铵高氯酸盐;两性离子型抗静电剂,如烷基二羧甲基铵乙内盐、月桂基甜菜碱、 n,n,n-三烷基铵乙酰(n
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烷基)胺乙内盐、n-月桂基-n,n-二聚氧化乙烯基-n-乙基膦酸钠、n-烷基氨基酸盐;非离子型抗静电剂,如脂肪酸环氧乙烷加成物、烷基酚环氧乙烷加成物、磷酸三聚氧乙烯基醚酯、甘油脂肪酸酯;高分子型抗静电剂,如聚烯丙酰胺n-季铵盐取代物、聚4-乙烯基-1-丙酮基吡啶磷酸-对丁基苯酯盐等;其中,抗静电剂优选月桂基三甲基氯化铵、烷基磷酸酯二乙醇胺盐(抗静电剂p)。所用的抗静电剂用量没有特别限定,一般为0.3-3wt%。
[2064]
所述的乳化剂,能够改善包含助剂的聚合物混合液中各种构成相之间的表面张
力,使之形成均匀稳定的分散体系或乳液,其优选用于进行乳液聚合,其包括但不限于以下任一种或任几种乳化剂:阴离子型,如高级脂肪酸盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸钠、琥珀酸酯磺酸盐、石油磺酸盐、蓖麻油硫酸酯盐、硫酸化蓖麻酸丁酯盐、磷酸酯盐、脂肪酰-肽缩合物;阳离子型,如烷基铵盐、烷基季铵盐、烷基吡啶盐;两性离子型,如羧酸酯型、磺酸酯型、硫酸酯型、磷酸酯型;非离子型,如烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、甘油脂肪酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、山梨醇及失水山梨醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、醇胺脂肪酰胺等;其中,乳化剂优选十二烷基苯磺酸钠、失水山梨醇脂肪酸酯、三乙醇胺硬脂酸酯(乳化剂fm)。所用的乳化剂用量没有特别限定,一般为1-5wt%。
[2065]
所述的分散剂,能够使得聚合物混合液中固体絮凝团分散为细小的粒子而悬浮于液体中,均一分散那些难于溶解于液体的固体及液体颗粒,同时也能防止颗粒的沉降和凝聚,形成安定悬浮液,其包括但不限于以下任一种或任几种分散剂:阴离子型,如烷基硫酸酯钠盐、烷基苯磺酸钠、石油磺酸钠;阳离子型;非离子型,如脂肪醇聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐脂肪酸聚氧乙烯醚;无机型,如硅酸盐、缩合磷酸盐等;其中,分散剂优选十二烷基苯磺酸钠、萘系亚甲基磺酸盐(分散剂n)、脂肪醇聚氧乙烯醚。所用的分散剂用量没有特别限定,一般为0.3-0.8wt%。
[2066]
所述的着色剂,可以使聚合物产品呈现出所需要的颜色,增加表面色彩,其包括但不限于以下任一种或任几种着色剂:无机颜料,如钛白、铬黄、镉红、铁红、钼铬红、群青、铬绿、炭黑;有机颜料,如立索尔宝红bk、色淀红c、苝红、嘉基r红、酞菁红、永固洋红hf3c、塑料大红r和克洛莫红br、永固橙hl、耐晒黄g、汽巴塑料黄r、永固黄3g、永固黄h2g、酞青蓝b、酞青绿、塑料紫rl、苯胺黑;有机染料,如硫靛红、还原黄4gf、士林蓝rsn、盐基性玫瑰精、油溶黄等;其中,着色剂的选用根据样品颜色需求而定,不需要特别限定。所用的着色剂用量没有特别限定,一般为0.3-0.8wt%。
[2067]
所述的荧光增白剂,能使所染物质获得类似荧石的闪闪发光的效应,其包括但不限于以下任一种或任几种荧光增白剂:二苯乙烯型、香豆素型、吡唑啉型、苯并氧氮型、苯二甲酰亚胺型等;其中,荧光增白剂优选二苯乙烯联苯二磺酸钠(荧光增白剂cbs)、4,4-双(5甲基-2-苯并噁唑基)二苯乙烯(荧光增白剂 ksn)、2,2-(4,4
’-
二苯乙烯基)双苯并噁唑(荧光增白剂ob-1)。所用的荧光增白剂用量没有特别限定,一般为0.002-0.03wt%。
[2068]
所述的消光剂,能够使得入射光到达聚合物表面时,发生漫反射,产生低光泽的亚光和消光外观,其包括但不限于以下任一种或任几种消光剂:沉降硫酸钡、二氧化硅、含水石膏粉、滑石粉、钛白粉、聚甲基脲树脂等;其中,消光剂优选二氧化硅。所用的消光剂用量没有特别限定,一般为2-5wt%。
[2069]
所述的阻燃剂,能够增加材料的耐燃性,其包括但不限于以下任一种或任几种阻燃剂:磷系,如红磷、磷酸三甲酚酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯二苯酯;含卤磷酸酯类,如三(2,3-二溴丙基)磷酸酯、磷酸三(2,3-二氯丙)酯;有机卤化物,如高含氯量氯化石蜡、1,1,2,2-四溴乙烷、十溴二苯醚、全氯环戊癸烷;无机阻燃剂,如三氧化二锑、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌;反应型阻燃剂,如氯桥酸酐、双(2,3-二溴丙基)反丁烯二酸酯、四溴双酚a、四溴邻苯二甲酸酐等;其中,阻燃剂优选十溴二苯醚、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯二苯酯、三氧化二锑。所用的阻燃剂用量没有特别限定,一般为1-20 wt%。
[2070]
所述的成核剂,能够通过改变聚合物的结晶行为,加快结晶速率、增加结晶密度和
促使晶粒尺寸微细化,达到缩短材料成型周期,提高制品透明性、表面光泽、抗拉强度、刚性、热变形温度、抗冲击性、抗蠕变性等物理机械性能的目的,其包括但不限于以下任一种或任几种成核剂:苯甲酸、己二酸、苯甲酸钠、滑石粉、对苯酚磺酸钠、二氧化硅、乙丙橡胶、三元乙丙橡胶等;其中,成核剂优选二氧化硅、三元乙丙橡胶。所用的成核剂用量没有特别限定,一般为0.1-1wt%。
[2071]
所述的流变剂,能够保证聚合物在涂膜过程中具有良好的涂刷性和适当的涂膜厚度,防止贮存时固体颗粒的沉降,能够提高其再分散性,其包括但不限于以下任一种或任几种流变剂:无机类,如硫酸钡、氧化锌、碱土金属氧化物、碳酸钙、氯化锂、硫酸钠、硅酸镁、气相二氧化硅、水玻璃、胶态二氧化硅;有机金属化合物,如硬脂酸铝、钛螯合物、铝螯合物;有机类,如有机膨润土、蓖麻油衍生物、异氰酸酯衍生物、丙烯酸乳液、丙烯酸共聚物、聚乙烯蜡等;其中,流变剂优选有机膨润土、聚乙烯蜡、疏水改性碱性可膨胀乳液(hase)、碱性可膨胀乳液(ase)。所用的流变剂用量没有特别限定,一般为0.1-1wt%。
[2072]
所述的增稠剂,能够赋予聚合物混合液良好的触变性和适当的稠度,从而满足其在生产、贮存和使用过程中的稳定性能和应用性能等多方面的需求,其包括但不限于以下任一种或任几种增稠剂:低分子物质,如脂肪酸盐、烷基二甲胺氧化物、脂肪酸异丙酰胺、脱水山梨醇三羧酸酯、甘油三油酸酯、椰子酰胺丙基甜菜碱;高分子物质,如皂土、人工水辉石、微粉二氧化硅、胶体铝、聚甲基丙烯酸盐、甲基丙烯酸共聚物、顺酐共聚物、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯酮、聚醚等;其中,增稠剂优选皂土、丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物。所用的增稠剂用量没有特别限定,一般为0.1-1.5wt%。
[2073]
所述的流平剂,能够保证聚合物涂膜的平整光滑均匀,改善涂膜表面质量、提高装饰性,其包括但不限于以下任一种或任几种流平剂:聚丙烯酸酯类、有机硅树脂等;其中,流平剂优选聚丙烯酸酯。所用的流平剂用量没有特别限定,一般为0.5-1.5wt%。
[2074]
所述的抗菌剂,能够在一定时间内,使某些微生物(细菌、真菌、酵母菌、藻类及病毒等)的生长或繁殖保持在必要水平以下,一般分为无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂。其中,无机抗菌剂包括但不仅限于银、铜、锌、镍、镉、铅、水银、氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂等;有机抗菌剂包括但不仅限于香草醛类、乙基香草醛类、酰基苯胺类、咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、双呱类、酚类等有机化合物;天然抗菌剂包括但不仅限于甲壳素、芥末、蓖麻油、山葵等。其中,抗菌剂优选银、锌、香草醛类化合物、乙基香草醛类化合物,所用的抗菌剂用量没有特别限定,一般为0.05-0.5wt%。
[2075]
所述的动态调节剂,包括针对不同动态共价键和/或超分子作用的动态调节剂,其能够提升动态聚合物的动态性。其中,含硼动态共价键的动态调节剂,其一般是带有自由羟基或者自由羧基,或者能够给出或接受电子对的化合物,包括但不仅限于水、氢氧化钠、醇、羧酸、路易斯碱、路易斯酸等。添加此类助剂可以调节聚合物的动态性,以便获得最优化的期望性能。所用的动态调节剂用量没有特别限定,一般为 0.1-10wt%。
[2076]
在本发明中,所述的填料,包括但不仅限于无机非金属填料、金属填料、有机填料、有机金属化合物填料。
[2077]
所述的无机非金属填料,包括但不仅限于以下任一种或任几种:碳酸钙、陶土、硫酸钡、硫酸钙和亚硫酸钙、滑石粉、白炭黑、石英、云母粉、粘土、石棉、石棉纤维、正长石、白垩、石灰石、重晶石粉、石膏、二氧化硅、石墨、炭黑、石墨烯、氧化石墨烯、富勒烯、碳纳米管、
黑磷纳米片、二硫化钼、、硅藻土、赤泥、硅灰石、硅铝炭黑、氢氧化铝、氢氧化镁、纳米fe3o4颗粒、纳米γ-fe2o3颗粒、纳米mgfe2o4颗粒、纳米mnfe2o4颗粒、纳米cofe2o4颗粒、量子点(包括但不仅限于硅量子点、锗量子点、硫化镉量子点、硒化镉量子点、碲化镉量子点、硒化锌量子点、硫化铅量子点、硒化铅量子点、磷化铟量子点和砷化铟量子点)、上转换晶体颗粒(包括但不仅限于nayf4:er、caf2:er、gd2(moo4)3:er、y2o3:er、gd2o2s:er、 bayf8:er、linbo3:er,yb,ln、gd2o2:er,yb、y3al5o
12
:er,yb、tio2:er,yb、yf3:er,yb、lu2o3:yb,tm、 nayf4:er,yb、lacl3:pr、nagdf4:yb,tm@nagdf4:ln的核壳纳米结构、nayf4:yb,tm、y2bazno5:yb,ho、 nayf4:yb,er@nayf4:yb,tm的核壳纳米结构、nayf4:yb,tm@nagdf4:yb的核壳纳米结构)、油页岩粉、膨胀珍珠岩粉、氮化铝粉、氮化硼粉、蛭石、铁泥、白泥、碱泥、硼泥、玻璃微珠、树脂微珠、玻璃粉、玻璃纤维、碳纤维、石英纤维、炭芯硼纤维、二硼化钛纤维、钛酸钙纤维、碳化硅纤维、陶瓷纤维、晶须等。在本发明的一个实施方式中,优选具有导电性的无机非金属填料,包括但不仅限于石墨、炭黑、石墨烯、碳纳米管、碳纤维,方便获得导电性和/或具有电热功能的复合材料。在本发明的另一个实施方式中,优选具有在红外和/或近红外光作用下具有发热功能的非金属填料,包括但不仅限于石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管、黑磷纳米片、纳米fe3o4,方便获得可利用红外和/或近红外光进行加热的复合材料。在本发明的另一个实施方式中,优选具有导热性的无机非金属填料,包括但不仅限于石墨、石墨烯、碳纳米管、氮化铝、氮化硼、碳化硅,方便获得导热功能的复合材料。
[2078]
所述的金属填料,包括金属化合物,包括但不仅限于以下任一种或任几种:金属粉末、纤维,其包括但不仅限于铜、银、镍、铁、金等及其合金的粉末、纤维;纳米金属颗粒,其包括但不仅限于纳米金颗粒、纳米银颗粒、纳米钯颗粒、纳米铁颗粒、纳米钴颗粒、纳米镍颗粒、纳米copt3颗粒、纳米fept颗粒、纳米fepd颗粒、镍铁双金属磁性纳米颗粒以及其他在红外、近红外、紫外、电磁至少一种作用下可以发热的纳米金属颗粒等;液态金属,其包括但不仅限于汞、镓、镓铟液态合金、镓铟锡液态合金、其它镓基液态金属合金。在本发明的一个实施方式中,优选可以进行电磁和/或近红外加热的填料,包括但不仅限于纳米金、纳米银、纳米钯,以便进行遥感加热。在本发明的另一个实施方式中,优选液态金属填料,可以在增强柔性基材的导热、导电性能的同时保持基材的柔性和延展性。
[2079]
所述的有机填料,包括但不仅限于以下任一种或任几种:

天然有机填料;

合成树脂填料;

合成橡胶填料;

合成纤维填料;

可发泡聚合物颗粒;

共轭高分子;

有机功能染料/颜料。具有包括紫外吸收、荧光、发光、光热等性能的有机填料对本发明具有重要意义,可以充分利用其性能获得多功能性。
[2080]
所述的有机金属化合物填料,其中含有金属有机配合物成分,其中金属原子与碳原子直接相连成键(包括配位键和sigma键等),其可以是小分子或大分子,其可以是无定型或晶体结构。金属有机化合物往往优异的性能,包括紫外吸收、荧光、发光、磁性、催化性、光热、电磁热等性能。
[2081]
其中,填料类型不限定,主要根据所需求的材料性能而定,优选碳酸钙、粘土、炭黑、石墨烯、(中空)玻璃微珠、纳米fe3o4颗粒、纳米二氧化硅、量子点、上转换金属颗粒、发泡微球、可发泡颗粒、玻璃纤维、碳纤维、金属粉、纳米金属颗粒、合成橡胶、合成纤维、合成树脂、树脂微珠、有机金属化合物、具有光热性能的有机材料。所用的填料用量没有特别限定,一般为1-30wt%。在本发明的实施方式中,填料也可以选择性地通过改性再进行分散复合
或直接连接入聚合物链,可以有效提高分散性、相容性和填充量等,特别是对于光热、电磁热等作用时具有重要意义。
[2082]
其中,所述的溶胀剂可包括但不限于水、有机溶剂、离子液体、齐聚物、增塑剂。其中,齐聚物也可以视为增塑剂。
[2083]
其中,所述的溶胀剂中的离子液体一般由有机阳离子和无机阴离子组成,作为举例,阳离子选自包括但不限于烷基季铵离子、烷基季瞵离子、1,3-二烷基取代的咪唑离子、n-烷基取代的吡啶离子等;阴离子选自包括但不限于为卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子、也有cf3so
3-、(cf3so2)2n-、c3f7coo-、 c4f9so
3-、cf3coo-、(cf3so2)3c-、(c2f5so2)3c-、(c2f5so2)2n-、sbf
6-、asf
6-等。本发明所使用的离子液体中,阳离子优选咪唑阳离子,阴离子优选六氟磷酸根离子和四氟硼酸根离子。
[2084]
在用于3d打印的胀流性吸能结构的聚合物的制备过程中,对聚合物各组分原料的添加量并未做特别的限定,本领域的技术人员可根据实际制备情况以及目标聚合物性能进行调整。
[2085]
在3d打印的原料里面预先引入可以发泡的物质,使3d打印成的吸能结构还可以再对打印件进行发泡制成最终的发泡件。通过3d打印,内部的各个部分的成分可以一样,也可以不一样,在主要吸能区域和次要吸能区域的原料成分进行差异化,以3d打印护膝为例,在膝盖部分的密度和胀流性材料就要比膝盖以外的区域的密度和胀流性材料大一些,这样可以实现材料的充分有效利用,达到节能环保的目的。
[2086]
在本发明中,对于含有动态共价键和或超分子作用的3d打印的胀流性吸能结构,如结合性可交换键、动态共价键、自由基动态共价键、da动态共价键、主客体作用、金属-配体作用、氢键作用,其能够通过动态交换,实现3d打印的胀流性吸能结构的不同层间界面的分子链交换和重组,提升z轴方向的力学性能。对于室温可交换但又能够保持平衡结构的体系,通过放置合适的时间处理,即可实现;而对于需要加热或光照等外界刺激的,则往往所需的时间更短。但特别是采用结合性可交换动态共价键时,在加热交换过程中因为可以保持平衡结构,既快速又有效。此外,还可以通过含有二环戊二烯的原料实现前沿聚合,高效地实现层间结合力的提升。
[2087]
前沿聚合法按聚合是否需要提供热源可分为等温前沿聚合和热前沿聚合;按聚合前沿的推进方向还可分为上行前沿聚合和下行前沿聚合;前沿聚合法具有污染少、能耗低、快速性和产物性能优越等特点,使其在高分子材料合成中表显出独特的优越性。通过前沿聚合法可以合成有机/无机杂化材料、水凝胶、互穿网络高分子材料、光学材料等多种新兴功能材料以及具有一定特殊性能的材料。以二环戊二烯的前沿聚合为例,把一定量的缓聚剂四氢呋喃加入到已装有二环戊二烯与添加剂的混合溶液的容器中,在氩气保护下,把助催化剂et2alcl与主催化剂钨酚复合物分别加入反应容器,摇匀;然后注入已抽真空的模具中,密封处理,加热器在模具底部提供瞬间热源引发聚合反应;从而实现二环戊二烯的上行前沿聚合。
[2088]
在本发明中,所述3d打印的胀流性吸能结构,其包括但不仅限于如下实施方式:
[2089]
根据本发明的一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种本征型胀流性聚合物打印成吸能结构,所述的本征型胀流性聚合物选自玻化性胀流性聚合物、动态性胀流性聚合物及其杂化机理形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子
聚合物及其杂化机理形式。
[2090]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种胀流性聚合物组合物打印成吸能结构,所述的胀流性聚合物组合物选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性中同一种机理的组合物、不同机理的组合物、及其与非动态性聚合物的组合物;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式,且其可选自塑性、弹性体。
[2091]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;分散体由另一个胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式。
[2092]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;分散体由另一个胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式。
[2093]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;分散体由另一个非胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式 /组合物形式。
[2094]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、
不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式。
[2095]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式。
[2096]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另至少两个非胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式。
[2097]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述胀流性分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式。
[2098]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材
料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述胀流性分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性分散体材料选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/ 组合物形式。
[2099]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少一个非胀流性材料打印,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式。
[2100]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述胀流性聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少一个胀流性材料打印,所述胀流性分散体材料选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式。
[2101]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少四材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高
分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述聚合物基体材料选自弹性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式。
[2102]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种本征型胀流性聚合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型;所述的本征型胀流性聚合物选自玻化性胀流聚合物、动态性胀流性聚合物及其杂化机理形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式。
[2103]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种本征型胀流性聚合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔具有负泊松结构;所述的本征型胀流性聚合物选自玻化性胀流聚合物、动态性胀流性聚合物及其杂化机理形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式。
[2104]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种胀流性聚合物组合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型;所述的胀流性聚合物组合物选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性中同一种机理的组合物、不同机理的组合物、及其与非动态性聚合物的组合物;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式,且其可选自塑性、弹性体。
[2105]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种胀流性聚合物组合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔具有负泊松结构;所述的胀流性聚合物组合物选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性中同一种机理的组合物、不同机理的组合物、及其与非动态性聚合物的组合物;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式,且其可选自塑性、弹性体。
[2106]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;分散体由另一个胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体
型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2107]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;分散体由另一个胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2108]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;分散体由另一个胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔。
[2109]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;分散体由另一个胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性材料;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2110]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;分散体由另一个胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性材料;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;
所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2111]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;分散体由另一个胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性材料;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔。
[2112]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;分散体由另一个非胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性材料;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2113]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;分散体由另一个非胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性材料;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2114]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;分散体由另一个非胀流性材料打印,选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非
胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔。
[2115]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2116]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2117]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔,且充满胞元结构泡孔与未充满胞元结构泡孔的分散体相同或不相同。
[2118]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2119]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2120]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性非胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔,
且充满胞元结构泡孔与未充满胞元结构泡孔的分散体相同或不相同。
[2121]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另至少两个不同的非胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2122]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另至少两个不同的非胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2123]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另至少两个不同的非胀流性材料打印,所述分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔,且充满胞元结构泡孔与未充满胞元结构泡孔的分散体相同或不相同。
[2124]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;所述分散体由另外至少两
个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述胀流性分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2125]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述胀流性分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2126]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述胀流性分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔,且优选充满胞元结构泡孔与未充满胞元结构泡孔的分散体不相同。
[2127]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性
胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述胀流性分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性分散体材料选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/ 组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2128]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述胀流性分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性分散体材料选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/ 组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2129]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述胀流性分散体材料选自胀流性聚合物、胀流性聚合物组成、胀流性聚合物
分散物、胀流性非聚合物分散物,所述胀流性分散体材料选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/ 组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔,且优选充满胞元结构泡孔与未充满胞元结构泡孔的分散体不相同。
[2130]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少一个非胀流性材料打印,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2131]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少一个非胀流性材料打印,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2132]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、
动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少一个非胀流性材料打印,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔,且优选充满胞元结构泡孔与未充满胞元结构泡孔的分散体不相同。
[2133]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少一个胀流性材料打印,所述胀流性分散体材料选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2134]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少一个胀流性材料打印,所述胀流性分散体材料选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2135]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,
另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少一个胀流性材料打印,所述胀流性分散体材料选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔。
[2136]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少四材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述聚合物基体材料选自弹性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2137]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少四材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述聚合物
基体材料选自弹性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2138]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少四材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料选自塑性非胀流性聚合物、弹性非胀流性聚合物、非胀流性聚合物组成,所述聚合物基体材料选自塑性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物、塑性胀流性聚合物组成、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性分散体材料选自非胀流性小分子液体、非胀流性分散物、非胀流性高分子流体、非胀流性高分子溶液、非胀流性凝胶、非胀流性乳液、非胀流性乳膏,所述聚合物基体材料选自弹性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性选自玻化性胀流性、动态性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性中的一种形式、多种杂化机理形式、同一种机理的组合物形式、不同机理的组合物形式、及其与非胀流性聚合物的组合物形式;其中所述聚合物选自普通共价聚合物、动态共价聚合物、超分子聚合物及其杂化机理形式/组合物形式所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔选自闭孔、半闭孔、开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型选自球型、椭球型、立方体型、长方体型、多面体型、柱型、锥型、内凹角型,所述分散体部分充满胞元结构泡孔部分未充满胞元结构泡孔,且优选充满胞元结构泡孔与未充满胞元结构泡孔的分散体不相同。
[2139]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种本征型胀流性聚合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型;所述的本征型胀流性聚合物为玻化性胀流聚合物;所述的聚合物为普通共价聚合物。
[2140]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种本征型胀流性聚合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型;所述的本征型胀流性聚合物为动态性胀流性聚合物;所述的聚合物为动态共价聚合物。
[2141]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种本征型胀流性聚合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型;所述的本征型胀流性聚合物为杂化机理形式胀流性聚合物;所述的聚合物为杂化机理形式共价聚合物。
[2142]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种本征型胀流性聚合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为闭孔结构,所述
胞元结构泡孔的体型为内凹角型;所述的本征型胀流性聚合物为玻化性胀流聚合物;所述的聚合物为普通共价聚合物。
[2143]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种本征型胀流性聚合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型;所述的本征型胀流性聚合物为动态性胀流性聚合物;所述的聚合物为动态共价聚合物。
[2144]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种本征型胀流性聚合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型;所述的本征型胀流性聚合物为杂化机理形式胀流性聚合物;所述的聚合物为杂化机理形式共价聚合物。
[2145]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种本征型胀流性聚合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型;所述的本征型胀流性聚合物为玻化性胀流聚合物;所述的聚合物为普通共价聚合物。
[2146]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种本征型胀流性聚合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型;所述的本征型胀流性聚合物为动态性胀流性聚合物;所述的聚合物为动态共价聚合物。
[2147]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种本征型胀流性聚合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型;所述的本征型胀流性聚合物为杂化机理形式胀流性聚合物;所述的聚合物为杂化机理形式共价聚合物。
[2148]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种胀流性聚合物组合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型;所述的胀流性聚合物组合物为玻化性胀流聚合物;所述的聚合物为普通共价聚合物。
[2149]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种胀流性聚合物组合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型;所述的胀流性聚合物组合物为动态性胀流性聚合物;所述的聚合物为动态共价聚合物。
[2150]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种胀流性聚合物组合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型;所述的胀流性聚合物组合物为分散性胀流性聚合物组成;所述的聚合物为普通共价聚合物。
[2151]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种胀流性聚合物组合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型;所述的胀流性聚合物组合物为杂化机理形式胀流性聚合物;所述的聚合物为杂化机理形式共价聚合物。
[2152]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种胀流性聚合物组
合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型;所述的胀流性聚合物组合物为玻化性胀流聚合物;所述的聚合物为普通共价聚合物。
[2153]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种胀流性聚合物组合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型;所述的胀流性聚合物组合物为动态性胀流性聚合物;所述的聚合物为动态共价聚合物。
[2154]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种胀流性聚合物组合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型;所述的胀流性聚合物组合物为分散性胀流性聚合物组成;所述的聚合物为普通共价聚合物。
[2155]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种胀流性聚合物组合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型;所述的胀流性聚合物组合物为杂化机理形式胀流性聚合物;所述的聚合物为杂化机理形式共价聚合物。
[2156]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种胀流性聚合物组合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型;所述的胀流性聚合物组合物为玻化性胀流聚合物;所述的聚合物为普通共价聚合物。
[2157]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种胀流性聚合物组合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型;所述的胀流性聚合物组合物为动态性胀流性聚合物;所述的聚合物为动态共价聚合物。
[2158]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种胀流性聚合物组合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型;所述的胀流性聚合物组合物为分散性胀流性聚合物组成;所述的聚合物为普通共价聚合物。
[2159]
根据本发明的另一个优选实施方式,其通过单材料3d打印将一种胀流性聚合物组合物打印成吸能结构,所述吸能结构具有胞元结构,所述的胞元结构泡孔为开孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型;所述的胀流性聚合物组合物为杂化机理形式胀流性聚合物;所述的聚合物为杂化机理形式共价聚合物。
[2160]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为玻化性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2161]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为动
态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2162]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为气动性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2163]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为多种杂化机理形式胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2164]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为玻化性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2165]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2166]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为气动性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2167]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为多种杂化机理形式胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2168]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为玻化性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2169]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2170]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为气动性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2171]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为多种杂化机理形式胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2172]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为玻化性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2173]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2174]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为气动性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2175]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为多种杂化机理形式胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体未充满
胞元结构泡孔。
[2176]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为弹性胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为玻化性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2177]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为弹性胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2178]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为弹性胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为气动性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2179]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为弹性胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为多种杂化机理形式胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2180]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为弹性胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为玻化性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2181]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为弹性胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2182]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为弹性胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为气动性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2183]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为弹性胀流性聚合
物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为多种杂化机理形式胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2184]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为弹性胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为玻化性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2185]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为弹性胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2186]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为弹性胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为气动性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2187]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为弹性胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为多种杂化机理形式胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2188]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为弹性胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为玻化性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2189]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为弹性胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2190]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为弹性胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为气动性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡
孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2191]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用双材料打印而成,其中,聚合物基体由一个胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为弹性胀流性聚合物;分散体由一个胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性为多种杂化机理形式胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2192]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性分别为玻化性胀流性和动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2193]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物组成,所述胀流性分别为玻化性胀流性和分散性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2194]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物组成,所述胀流性分别为分散性胀流性和动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2195]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性分别为气动性胀流性和动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2196]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性分别为玻化性胀流性和动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2197]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性
非胀流性聚合物;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物组成,所述胀流性分别为玻化性胀流性和分散性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2198]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物组成,所述胀流性分别为分散性胀流性和动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2199]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性分别为气动性胀流性和动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2200]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性分别为玻化性胀流性和动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2201]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物组成,所述胀流性分别为玻化性胀流性和分散性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2202]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物组成,所述胀流性分别为分散性胀流性和动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2203]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性分别为气动性胀流性和动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡
孔的体型为球型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2204]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性分别为玻化性胀流性和动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2205]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物组成,所述胀流性分别为玻化性胀流性和分散性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2206]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物组成,所述胀流性分别为分散性胀流性和动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2207]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少一个非胀流性材料打印,所述聚合物基体材料为塑性非胀流性聚合物;所述分散体由另外至少两个不同的胀流性材料打印,所述分散体材料为胀流性聚合物,所述胀流性分别为气动性胀流性和动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2208]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料为塑性非胀流性聚合物,所述胀流性材料为塑性胀流性聚合物,其胀流性为玻化性胀流性;所述分散体由另外至少一个胀流性材料打印,所述胀流性分散体材料为动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2209]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料为塑性非胀流性聚合物,所述胀流性材料为塑性胀流性聚合物,其胀流性为动态性胀流性;所述分散体由另外至少一个胀流性材料打印,所述胀流性分散体材料为玻化性胀流性;其中所述聚合物为杂化机理形式聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2210]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料为塑性非胀流性聚合物,所述胀流性材料为塑性胀流性聚合物,其胀流性为玻化性胀流性;所述分散体由另外至少一个胀流性材料打印,所述胀流性分散体材料为动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2211]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料为塑性非胀流性聚合物,所述胀流性材料为塑性胀流性聚合物,其胀流性为动态性胀流性;所述分散体由另外至少一个胀流性材料打印,所述胀流性分散体材料为玻化性胀流性;其中所述聚合物为杂化机理形式聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2212]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料为塑性非胀流性聚合物,所述胀流性材料为塑性胀流性聚合物,其胀流性为玻化性胀流性;所述分散体由另外至少一个胀流性材料打印,所述胀流性分散体材料为动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2213]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料为塑性非胀流性聚合物,所述胀流性材料为塑性胀流性聚合物,其胀流性为动态性胀流性;所述分散体由另外至少一个胀流性材料打印,所述胀流性分散体材料为玻化性胀流性;其中所述聚合物为杂化机理形式聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2214]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料为塑性非胀流性聚合物,所述胀流性材料为塑性胀流性聚合物,其胀流性为玻化性胀流性;所述分散体由另外至少一个胀流性材料打印,所述胀流性分散体材料为动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2215]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少三材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料为塑性非胀流性聚合物,所述胀流性材料为塑性胀流性聚合物,其胀流性为动态性胀流性;所述分散体由另外至少一个胀流性
材料打印,所述胀流性分散体材料为玻化性胀流性;其中所述聚合物为杂化机理形式聚合物;所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2216]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少四材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料为弹性非胀流性聚合物,所述胀流性材料为弹性胀流性聚合物,其胀流性为玻化性胀流性;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性分散体材料,另外至少一个为胀流性分散体材料,所述非胀流性分散体材料为非胀流性分散物,所述胀流性分散体材料选自弹性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性为动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物,所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2217]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少四材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料为弹性非胀流性聚合物,所述胀流性材料为弹性胀流性聚合物,其胀流性为动态性胀流性;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性分散体材料,另外至少一个为胀流性分散体材料,所述非胀流性分散体材料为非胀流性分散物,所述胀流性分散体材料选自弹性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性为玻化性胀流性;其中所述聚合物为杂化机理形式聚合物,所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2218]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少四材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料为弹性非胀流性聚合物,所述胀流性材料为弹性胀流性聚合物,其胀流性为玻化性胀流性;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性分散体材料,另外至少一个为胀流性分散体材料,所述非胀流性分散体材料为非胀流性分散物,所述胀流性分散体材料选自弹性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性为动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物,所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2219]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少四材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料为弹性非胀流性聚合物,所述胀流性材料为弹性胀流性聚合物,其胀流性为动态性胀流性;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性分散体材料,另外至少一个为胀流性分散体材料,所述非胀流性分散体材料为非胀流性分散物,所述胀流性分散体材料选自弹性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性为玻化性胀流性;其中所述聚合物为杂化机理形式聚合物,所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体充满胞元结构泡孔。
[2220]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少四材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料为弹性非胀流性聚合物,所述胀流性材料为弹性胀流性聚合物,其胀流性为玻化性胀流性;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性分散体材料,另外至少一个为胀流性分散体材料,所述非胀流性分散体材料为非胀流性分散物,所述胀流性分散体材料选自弹性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性为动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物,所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2221]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少四材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料为弹性非胀流性聚合物,所述胀流性材料为弹性胀流性聚合物,其胀流性为动态性胀流性;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性分散体材料,另外至少一个为胀流性分散体材料,所述非胀流性分散体材料为非胀流性分散物,所述胀流性分散体材料选自弹性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性为玻化性胀流性;其中所述聚合物为杂化机理形式聚合物,所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为球型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2222]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少四材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料为弹性非胀流性聚合物,所述胀流性材料为弹性胀流性聚合物,其胀流性为玻化性胀流性;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性分散体材料,另外至少一个为胀流性分散体材料,所述非胀流性分散体材料为非胀流性分散物,所述胀流性分散体材料选自弹性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性为动态性胀流性;其中所述聚合物为普通共价聚合物,所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2223]
根据本发明的另一个优选实施方式,所述3d打印的胀流性吸能结构采用至少四材料打印而成,其中,聚合物基体由至少两个不同材料打印,其中至少一个为非胀流性材料,另外至少一个为胀流性材料,所述非胀流性基体材料为弹性非胀流性聚合物,所述胀流性材料为弹性胀流性聚合物,其胀流性为动态性胀流性;所述分散体由另外至少两个不同的材料打印,其中至少一个为非胀流性分散体材料,另外至少一个为胀流性分散体材料,所述非胀流性分散体材料为非胀流性分散物,所述胀流性分散体材料选自弹性胀流性聚合物、弹性胀流性聚合物组成,其胀流性为玻化性胀流性;其中所述聚合物为杂化机理形式聚合物,所述吸能结构具有胞元结构,所述胞元结构泡孔为闭孔结构,所述胞元结构泡孔的体型为内凹角型,所述分散体未充满胞元结构泡孔。
[2224]
本发明中所述的塑性弹性体或塑性非弹性体,其成型成最终产品后还可以进行额外的普通共价交联,使产品最终的产品尺寸足够稳定、机械性能足够好、降低发生永久形变。
[2225]
在本发明中,所述的3d打印结构包括内部结构和外形结构,优选获得具有特定吸能性能的内部结构。
[2226]
在本发明的实施方式中,一些优选的3d打印聚合物分散吸能结构内部截面结构包括但不仅限于附图 5至附图13举例所示。
[2227]
在本发明的实施方式中,一些优选的3d打印的胀流性吸能结构的外形结构包括但不仅限于附图14举例所示。
[2228]
除上述优选的实施方式外,本发明还可以有多种多样的实施方式。本领域的技术人员可以根据本发明的逻辑和脉络,合理有效地实现。
[2229]
本发明所提供的3d打印的胀流性吸能结构,方便采用3d打印,特别是其中的多材料3d打印,可以灵活地选择和打印吸能材料,制备复杂的基体/分散体复合结构,特别是内凹角结构、嵌套结构、负泊松结构以及其他的可以调控的复杂三维结构和基体/分散体的复合结构,打印出吸能结构性能大范围可调,这是传统制备方式所无法实现的。
[2230]
本发明所提供的3d打印的胀流性吸能结构,其可制成3d打印面料;其中,打印原材料可以通过将胀流性聚合物或其前体或组合物制备成线材、粉体、溶液等进行3d打印;还可以将初级的胀流性聚合物或其前体或组合物直接进行3d打印,通过打印过程的共价和/或非共价反应成型。
[2231]
在本发明中,所述的3d打印面料中的胀流性选自包括但不仅限于以下的形式,玻化性胀流性与动态性胀流性的混合、玻化性胀流性与分散性胀流性的混合、玻化性胀流性与气动性胀流性的组合、玻化性胀流性与动态性胀流性和分散性胀流性的混合、玻化性胀流性与动态性胀流性的混合再与气动性胀流性的组合、玻化性胀流性与分散性胀流性的混合再与气动性胀流性的组合、玻化性胀流性与动态性胀流性和分散性胀流性的混合再与气动性胀流性的组合、聚合物链上同时具有玻化性胀流性和动态性胀流性的分子杂化形式、聚合物链上同时具有玻化性胀流性和动态性胀流性的分子杂化形式与其他形式的混合/组合。
[2232]
在本发明中,所述的3d打印面料具有可编程特性,可以通过多材料打印,编织各种2d和3d结构、纹理/颜色结构、受力/耐冲击要求较高的区域可以打印得较密/厚/更好的吸能结构、需要透气的地方可以打印空隙率较高、可以只打印透气口、控制软硬度、胀流性、弹性、模量、耐磨性、透明性、吸水性、耐油性、耐洗性、摩擦发电性等等的调控等,不同位置打印不同的力致感应性用于感应不同的受力情况或进行药物释放等,例如,将3d打印的护膝面料的正面打印成厚且耐磨的,关节两侧打印成耐弯折的比较薄的;将3d打印的鞋垫面料的脚后跟和脚掌打印成厚且柔软的,脚弓部位打印成比较薄的;将3d打印的裤子面料的臀部区域打印成厚且耐磨的,其它区域打印成比较薄且柔软的。本发明通过3d打印(含打印后的发泡,甚至可以增加气动性胀流性等),能够获得具有最轻量化、最佳吸能性的材料。
[2233]
本发明所提供的一种3d打印的胀流性吸能结构,其中,3d打印的胀流性吸能结构不仅在受力情况下可以发生结构变化或物理变化起到吸收并耗散能量的作用,其伴随产生的其他效应也扩大了材料的应用范围。当3d打印的胀流性吸能结构中存在交联网络时,可以平衡和稳定材料结构的特性,可以在不同的使用环境下依据需求选用合适的拓扑结构从而体现所需的吸能性能。通过各类动态共价键和超分子作用的引入,使得吸能结构在外力作用下可体现出优异的韧性,从而可以获得韧性极佳的吸能效果;通过聚合物内部的动态
平衡反应,能够有效减少由内应力造成的材料内部缺陷,从而使得获得的吸能结构性能更为良好。
[2234]
本发明3d打印的胀流性吸能结构中还可以含有力敏成分,将力敏成分、交联网络根据需求而结合,不仅能够大大提高力致响应聚合物组合物的阻尼、减震、隔音、消声、抗冲击防护、防爆、缓冲、减振等性能,还可以实现吸能作用的可调节性、可视性等特性。
[2235]
本发明中3d打印的胀流性吸能结构中还可以含有可以力致释放的化学物质,将化学物质、力敏成分、交联网络根据需求而结合,使吸能结构不仅具有吸能效果,还可以实现力致释放化学物质的性能,所述的化学物质包括但不仅限于消炎、止痛、风湿性、心血管疾病等药物分子或其前体、清凉因子、防霉除菌剂、特殊气味小分子、特殊发光/荧光小分子等。
[2236]
本发明的3d打印的胀流性吸能结构,在生活、生产、运动、休闲、娱乐、军事、警务、安保、医护等领域有着极为广泛的吸能用途。例如,可将吸能结构应用于制作阻尼减震器,用于各种机动车辆、机械设备、桥梁、建筑的震动隔离,其在受到振动时,可以耗散大量能量起到阻尼效果,从而有效地缓和震动体的震动,还可以合理利用力敏团在过载时发出警讯;制备成弹性体、多孔材料和凝胶材料,从而可应用于空降和空投防护、车辆防撞、电子电器物品和精密机械仪器的抗冲击和减振防护等方面,或制成运动防护制品、冲击防护制品、护具、鞋底、鞋垫等用于对人体、动物体、物品等在日常生活、生产和运动中进行抗冲击防护,或用于军警用防护材料等方面;此外,还可以设计出具有形状记忆功能的吸能结构,应用于特定场合,制备出个性化定制的吸能用品。
[2237]
下面结合一些具体实施例对本发明所述的力致响应聚合物做进一步描述。具体实施例为进一步详细说明本发明,非限定本发明的保护范围。
[2238]
实施例1
[2239]
将丙烯酸聚乙二醇酯和含氢聚硅氧烷在铂的催化下进行加成反应,制得侧链为聚乙二醇的聚合物,该聚合物在不同温度下具有不同的状态,是一种玻化性聚合物。将其作为原材料,利用挤压熔融沉积式(fdm) 的3d打印方法进行3d打印,打印出来的吸能结构胞元结构泡孔为闭孔的球型,球型的直径为2mm。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为7.4kn。打印成型的吸能结构可以制成鞋底进行使用。
[2240]
实施例2
[2241]
将2-(氨基甲基)苯基硼酸和4-氨基-1,3-苯二甲醇进行反应制备成含有硼酸六元环酯键的化合物,然后将该化合物和双羧基封端的聚乙二醇(分子量2000)反应,制得含有硼酸六元环酯键的聚酰胺。以该聚酰胺为原材料,利用激光烧结(sls)的3d打印方法进行3d打印,打印出来的吸能结构胞元结构泡孔为闭孔的球型,球型的直径为2mm,打印时对其胞元结构泡孔的分布进行调控,使泡孔呈现出具有梯度的变化形式。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为8.4kn。打印成型的吸能结构可以制成护膝进行使用。
[2242]
实施例3
[2243]
将丁二酮肟与tdi反应制得异氰酸根封端的化合物,将化合物和聚乙二醇(分子量500)进行反应,制得一种热塑性的聚合物,该聚合物是一种同时具有动态性和玻化性的聚
合物材料。以该聚合物为原材料,利用挤压熔融沉积式(fdm)的3d打印方法进行3d打印,打印出具有网络状的编织结构,网格的对角线长为3mm。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为9.3kn。打印成型的吸能结构可以制成护腕进行使用。
[2244]
实施例4
[2245]
商品化的聚氧化乙烯-聚氧化丙烯共聚物是一种玻化性的聚合物材料,以该聚合物为原材料,利用挤压熔融沉积式(fdm)的3d打印方法进行3d打印,利用挤压熔融沉积式(fdm)的3d打印方法进行3d打印,打印出来的吸能结构胞元结构泡孔为闭孔的内凹角型,具体结构如附图1a所示。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为10.3kn。打印成型的吸能结构可以制成缓冲垫进行使用。
[2246]
实施例5
[2247]
将丙烯酰胺-苯硼酸-氨基甲酸酯共聚物、丙烯酰胺、3-丙烯酰胺基苯硼酸、氨基甲酸酯单体通过自由基聚合得到)进行聚合反应,产物与1,1,3,3,5,5,7,7-八甲基-1,7-四硅氧二醇混合后加入适量的石墨烯、光稳定剂770,加热搅拌混合均匀后,得到具有一定粘度的灰黑色液体。将具有一定粘度的溶液样品倒入到合适的模具中,将样品置于50℃烘箱中烘干24h除去溶剂,之后冷却到室温放置30min,最终得到灰黑色的聚合物样品。利用挤压熔融沉积式(fdm)的3d打印方法进行3d打印,打印出来的吸能结构胞元结构泡孔为闭孔的内凹角型,具体胞元结构泡孔如附图1b所示。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为8.3kn。打印成型的吸能结构可以制成减震垫进行使用。
[2248]
实施例6
[2249]
从橙皮中提取苎烯氧化物,将其与二氧化碳在β-二亚胺锌的催化作用下发生聚合反应,得到聚碳酸酯 plimc,再将其与2-巯基丙酸丙酯和6-氨基硫脲嘧啶通过thiol-ene点击反应,再将产物中的氨基和羟基与异氰酸异丙酯反应制得打印原材料。挤压熔融沉积式(fdm)的3d打印方法进行3d打印,打印出来的吸能结构胞元结构泡孔为闭孔的内凹角型,具体胞元结构泡孔如附图1c所示。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为6.7kn。打印成型的吸能结构可以制成抗冲击材料进行使用。
[2250]
实施例7
[2251]
商品化的聚(2-正丁基-2-恶唑啉)是一种玻化性的聚合物材料,以该聚合物为原材料,利用挤压熔融沉积式(fdm)的3d打印方法进行3d打印,打印出来的吸能结构胞元结构泡孔为开孔的内凹角型,具体胞元结构泡孔如附图2a所示。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为9.2kn。打印成型的吸能结构可以制成瑜伽垫进行使用。
[2252]
实施例8
[2253]
将二氯甲基乙烯基硅烷在稀盐酸中进行水解缩合,并用碳酸钠将产物中和至接近中性,制得侧基带有双键的平均分子量约为7000的聚硅氧烷;取50g聚硅氧烷于二氯甲烷中与0.3g的6-氨基硫脲嘧啶通过 thiol-ene点击反应,再将产物中的氨基和羟基与足量的异
氰酸异丙酯反应,除去溶剂后制得侧基含有氢键基团的聚硅氧烷。利用选择性激光熔化成型(slm)的3d打印方法进行3d打印,打印出来的吸能结构胞元结构泡孔为开孔的内凹角型,具体胞元结构泡孔如附图2b所示。取部分3d打印成品,将其制备成1cm 厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为11.9kn。打印成型的吸能结构可以制成吸音垫进行使用。
[2254]
实施例9
[2255]
将醋酸乙烯酯和乙烯基三联吡啶按摩尔比5:1进行共聚,然后加入适量的氯化锌,制得含有金属配体作用的聚醋酸乙烯酯,以此为原材料,利用选择性热烧结(shs)的3d打印方法进行3d打印,打印出来的吸能结构胞元结构泡孔为开孔的内凹角型,具体胞元结构泡孔如附图2c所示。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为12.3kn。打印成型的吸能结构可以制成靠枕进行使用。
[2256]
实施例10
[2257]
商品化的聚双(氯甲基)丁氧环是一种玻化性的聚合物材料,以该聚合物为原材料,利用挤压熔融沉积式(fdm)的3d打印方法进行3d打印,打印出来的吸能结构胞元结构泡孔为球型,球型的直径为2mm 具体胞元结构泡孔如附图6a所示。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012 标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为9.4kn。打印成型的吸能结构可以制成护肩材料进行使用。
[2258]
实施例11
[2259]
将丁二酮肟与tdi按摩尔比1:1.1进行反应,所得的产物继续和分子量为500的聚乙二醇进行反应,制得含有肟键的聚合物,以该聚合物为原料,利用选择性激光烧结(sls)的3d打印方法进行3d打印,打印出来的吸能结构胞元结构泡孔为球型,球型的直径为2mm具体胞元结构泡孔如附图6a所示。取部分3d 打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为 6.3kn。打印成型的吸能结构可以制成护头材料进行使用。
[2260]
实施例12
[2261]
将丙三醇、2.5微米的pmma颗粒混合,制成颗粒体积分数55%的分散性胀流液,将该胀流液填充入开孔的eva泡沫中,制得分散性胀流性聚合物组成。以该聚合物为原料,利用分层实体制造(lom)的3d 打印方法打印成具有闭孔胞元结构的吸能结构,胞元结构的泡孔如附图1d所示。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为7.9kn。打印成型的吸能结构可以制成缓冲鞋垫进行使用。
[2262]
实施例13
[2263]
将peg200、650nm纳米二氧化硅、多层碳纳米管按照质量分数比1:0.75:0.03混合制备成胀流性分散液,然后将该胀流性分散液填充入聚乙二醇分子量为500的开孔聚氨酯中,制成一直杂化机理形式共价聚合物。以该聚合物为原料,利用选择性激光熔化成型(slm)的3d打印方法将其打印成胞元结构泡孔如附图1e所示的结构。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为8.6kn。打印成型的吸能结构可以制成鸡蛋的包装盒进行使用。
[2264]
实施例14
[2265]
将聚丙烯酸钠稀溶液和粒径为6微米的氯氧化铋混合制备成体积分数为20%的胀流性分散液,然后将该胀流性分散液填充入聚丙烯中,并加入色粉进行调色,制成分散性胀流性聚合物组成。以该聚合物为原料,利用挤压熔融沉积式(fdm)的3d打印方法进行3d打印,打印出来的吸能结构胞元结构泡孔为开孔的内凹角型,具体胞元结构泡孔如附图2d所示。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为10.7kn。打印成型的吸能结构可以制成手机保护套进行使用。
[2266]
实施例15
[2267]
利用双材料3d打印机,以聚乳酸材料作为基体材料;聚氧化乙烯-聚氧化丙烯共聚物作为分散体材料,将其打印成如附图5c所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为7.8kn。利用相同的原料制备成泡沫材料,并制备成1cm厚的试样,利用相同的测试方法进行冲击测试,测得透过冲击力为15.2kn,可以看出相同原材料制成的3d打印吸能结构的吸能性比相同原材料制成的的泡沫材料吸能性好很多。打印成型的吸能结构可以制成缓冲坐垫进行使用。
[2268]
实施例16
[2269]
利用双材料3d打印机,以丙烯腈丁二烯苯乙烯作为基体材料;聚双(氯甲基)丁氧环作为分散体材料,将其打印成如附图6c所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为7.2kn。打印成型的吸能结构可以制成护肘材料进行使用。
[2270]
实施例17
[2271]
利用双材料3d打印机,以聚丙烯作为基体材料;半开孔型慢回弹聚乳酸泡沫作为分散体材料;将其打印成如附图6c所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d 打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为 12.4kn。打印成型的吸能结构可以制成缓冲层材料进行使用。
[2272]
实施例18
[2273]
利用双材料3d打印机,以乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯变体作为基体材料;半开孔型慢回弹聚氨酯泡沫作为分散体材料;将其打印成如附图6c所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为14.2kn。打印成型的吸能结构可以制成减震垫材料进行使用。
[2274]
实施例19
[2275]
利用双材料3d打印机,以聚乙烯醇作为基体材料;聚左旋乳酸-聚碳酸酯(tmc)-聚左旋乳酸(dlla) 三嵌段共聚物作为分散体材料,将其打印成如附图5c所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为9.9kn。打印成型的吸能结构可以制成定制化桌垫进行使用。
[2276]
实施例20
[2277]
利用双材料3d打印机,以丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯作为基体材料;以2,2'-二硒二乙酸、分子量200的聚乙二醇作为原料,制备一种动态聚合物,并以其作为分散体材料,将其打印成如附图7c所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm 厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为9.5kn。可以根据个人的身材特征将其定制化地打印成适配身材的护臀材料进行使用。
[2278]
实施例21
[2279]
利用双材料3d打印机,以含有螺吡喃链段的嵌段聚乙烯醇缩丁醛(pvb)作为基体材料;以半开孔慢回弹eva泡沫作为分散体材料,将其打印成如附图8c所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为8.7kn。可以将其定制化地打印成适配脚掌的鞋底材料进行使用,该鞋底在体重超过一定值后实现出变色的效果,并且可以通过控制螺吡喃链段来调控变色体重。
[2280]
实施例22
[2281]
利用双材料3d打印机,以丁烯二酸乙烯醇共聚物作为基体材料;以丁二酮肟、tdi、聚乙二醇为原料,制得一种具有动态性和玻化性的聚合物材料,并以其作为分散体材料,将其打印成如附图9c所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm 厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为12.2kn。利用相同的原料制备成泡沫材料,并制备成1cm厚的试样,利用相同的测试方法进行冲击测试,测得透过冲击力为19.3kn,可以看出相同原材料制成的3d打印吸能结构的吸能性比相同原材料制成的的泡沫材料吸能性好很多。可以将其定制化地打印成适配脚掌的鞋垫材料进行使用。
[2282]
实施例23
[2283]
利用双材料3d打印机,以柔性聚酯(fpe)作为基体材料;以聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯作为分散体材料,将其打印成如附图6b所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为11.8kn。可以将其定制化地打印成抗疲劳站立垫进行使用。
[2284]
实施例24
[2285]
利用双材料3d打印机,以柔性聚酯(fpe)作为基体材料;以含有五元硼酸环酯键的动态聚合物作为分散体材料,将其打印成如附图6b所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为10.7kn。可以将其定制化地打印成桌垫进行使用。
[2286]
实施例25
[2287]
利用双材料3d打印机,以聚甲醛(pom)作为基体材料;以半开孔慢回弹聚乳酸泡沫作为分散体材料,将其打印成如附图6b所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为10.2kn。可以将其定制化地打印成风扇扇叶防护
盖进行使用。
[2288]
实施例26
[2289]
利用双材料3d打印机,以聚醚酰亚胺(ultem/pei树脂)作为基体材料;以半开孔慢回弹聚氨酯泡沫作为分散体材料,将其打印成如附图6b所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为9.6kn。可以将其定制化地打印成适配各种型号手机的手机壳进行使用。
[2290]
实施例27
[2291]
利用双材料3d打印机,以聚乳酸(pla)作为基体材料;以聚柠檬烯碳酸酯作为分散体材料,将其打印成如附图10b所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分 3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为11.3kn。利用相同的原料制备成泡沫材料,并制备成1cm厚的试样,利用相同的测试方法进行冲击测试,测得透过冲击力为21.1kn,可以看出相同原材料制成的3d打印吸能结构的吸能性比相同原材料制成的的泡沫材料吸能性好很多。可以将其定制化地打印成缓冲垫片进行使用。
[2292]
实施例28
[2293]
利用双材料3d打印机,以尼龙618作为基体材料;以含有六元硼酸环酯键和氢键的动态聚合物作为分散体材料,将其打印成如附图11b所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为9.2kn。可以将其定制化地打印成防护手套进行使用。
[2294]
实施例29
[2295]
利用双材料3d打印机,以聚丙烯作为基体材料;以半开孔慢回弹eva泡沫作为分散体材料,将其打印成如附图12b所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d 打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为 7.8kn。可以将其定制化地打印成尖锐部位覆盖物进行使用。
[2296]
实施例30
[2297]
利用双材料3d打印机,以含有罗丹明链段的聚碳酸酯abs合金(pc-abs)作为基体材料;以半开孔慢回弹含有硼酸硅脂键的聚氨酯泡沫作为分散体材料,将其打印成如附图13b所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为6.7kn。可以将其打印成握力测量器进行使用,材料根据握力的大小会呈现出深浅不同的红色,握力越大,颜色越深,反之则越浅。使用者可以根据颜色的深浅来判断自己的握力大小,并可以转换成对应的数值。
[2298]
实施例31
[2299]
利用双材料3d打印机,以聚甲基丙烯酸己酯材料作为基体材料;聚氧化乙烯-聚氧化丙烯共聚物作为分散体材料,将其打印成如附图6c所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为 100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据
en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为9.4kn。打印成型的吸能结构可以制成站立垫进行使用。
[2300]
实施例32
[2301]
利用双材料3d打印机,以含有螺噻喃链段的丁苯橡胶2(1,2-聚丁二烯35%,1,4-聚丁二烯40%,ps 40%,tg-3℃,mn 2w)料作为基体材料;以含有有机硼酸硅脂键的聚乙二醇作为分散体材料,将其打印成如附图6c所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为8.2kn。打印成型的吸能结构可以制成吸能盒进行使用,力敏团的存在使其能够反馈出能量的大小,同时还会在吸能的时候实现力致交联。
[2302]
实施例33
[2303]
利用双材料3d打印机,以丁苯橡胶1(1,2-聚丁二烯60%,1,4-聚丁二烯40%,ps 65%,tg 20℃, mn 2w)料作为基体材料;以半开孔慢回弹聚乳酸泡沫作为分散体材料,将其打印成如附图6c所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为8.6kn。打印成型的吸能结构可以制成电子器件外壳进行使用。
[2304]
实施例34
[2305]
利用双材料3d打印机,以半开孔慢回弹聚乳酸泡沫作为基体材料;含有金属-配体作用的聚氨酯作为分散体材料,将其打印成如附图6c所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为 100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为6.3kn。利用相同的原料制备成泡沫材料,并制备成1cm厚的试样,利用相同的测试方法进行冲击测试,测得透过冲击力为12.2kn,可以看出相同原材料制成的3d打印吸能结构的吸能性比相同原材料制成的的泡沫材料吸能性好很多。打印成型的吸能结构可以制成玩具车轮胎进行使用。
[2306]
实施例35
[2307]
利用双材料3d打印机,以聚柠檬烯碳酸酯材料作为基体材料;丁苯橡胶1(1,2-聚丁二烯60%,1,4
-ꢀ
聚丁二烯40%,ps 65%,tg 20℃,mn 2w)作为分散体材料,将其打印成如附图5c所示的结构,胞元结构为内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为6.8kn。打印成型的吸能结构可以制成减震垫进行使用。
[2308]
实施例36
[2309]
利用双材料3d打印机,以聚(2-正丁基-2-恶唑啉)材料作为基体材料;含有不饱和六元环有机硼酸酯键的聚乙烯醇作为分散体材料,将其打印成如附图7c所示的结构,胞元结构为内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为9.9kn。打印成型的吸能结构可以制成防刺穿鞋底进行使用。
[2310]
实施例37
[2311]
利用双材料3d打印机,以聚醋酸乙烯酯材料作为基体材料;半开孔慢回弹eva泡沫作为分散体材料,将其打印成如附图8c所示的结构,胞元结构为内凹角型,分散体在胞元结
2-降冰片烯)作为分散体材料,将其打印成如附图10b所示的结构,胞元结构为内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为 50%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为10.2kn。打印成型的吸能结构可以制成吸能垫片进行使用。
[2324]
实施例44
[2325]
利用双材料3d打印机,以pcl嵌段材料(分子量530,tg 25℃;分子量830,tg-10℃;分子量1250, tg-27℃)作为基体材料;以含有饱和五元硼酸环酯键的聚乙二醇作为分散体材料,将其打印成如附图11b 所示的结构,胞元结构为内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为14.3kn。利用相同的原料制备成泡沫材料,并制备成1cm厚的试样,利用相同的测试方法进行冲击测试,测得透过冲击力为25.6kn,可以看出相同原材料制成的3d打印吸能结构的吸能性比相同原材料制成的的泡沫材料吸能性好很多。打印成型的吸能结构可以制成飞行物落地支架材料进行使用。
[2326]
实施例45
[2327]
利用双材料3d打印机,以聚乙二醇链段分子量为500的聚氨酯中作为基体材料;以半开孔慢回弹聚乙烯泡沫作为分散体材料,将其打印成如附图12b所示的结构,胞元结构为内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为13.3kn。打印成型的吸能结构可以制成护臂进行使用。
[2328]
实施例46
[2329]
利用双材料3d打印机,以聚乙烯醇缩丁醛作为基体材料;以含有有机硼酸硅脂键的半开孔慢回弹聚氨酯作为分散体材料,将其打印成如附图13b所示的结构,胞元结构为内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。打印成型的吸能结构可以制成防弹马甲进行使用。
[2330]
实施例47
[2331]
利用多材料3d打印机,以聚对苯二甲酸乙二醇酯变体材料作为基体材料;以聚氧化乙烯-聚氧化丙烯共聚物和丁苯橡胶1(1,2-聚丁二烯60%,1,4-聚丁二烯40%,ps 65%,tg 20℃,mn 2w)一起作为分散体材料,将其打印成如附图6c所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为16.4kn。打印成型的吸能结构可以制成鞋底进行使用。
[2332]
实施例48
[2333]
利用多材料3d打印机,以含有螺噻喃链段的聚乙烯醇作为基体材料;以含有有机硼酸硅脂键的聚乙二醇和半开孔慢回弹eva泡沫作为分散体材料,将其打印成如附图6c所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012 标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为13.2kn。打印成型的吸能结构可以制成一体鞋进行使用,力敏团的存在使鞋子能够根据走路的步伐而产生颜色的变化,同时还会在吸能的时候实现力致交联。
[2334]
实施例49
[2335]
利用多材料3d打印机,以普通聚氨酯弹性体作为基体材料;将peg200、650nm纳米二氧化硅、多层碳纳米管按照质量分数比1:0.75:0.03混合制备成胀流性分散液,以该胀流性分散液和含有可逆自由基动态键聚乳酸作为分散体材料,将其打印成如附图6c所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为13.7kn。打印成型的吸能结构可以制成护膝进行使用。
[2336]
实施例50
[2337]
利用多材料3d打印机,以丁烯二酸乙烯醇共聚物作为基体材料;以丁苯橡胶3(1,2-聚丁二烯50%, 1,4-聚丁二烯40%,ps 60%,tg 8.2℃,mn 2w)和含有双硒键的聚乙二醇作为分散体材料,将其打印成如附图6c所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为12.8kn。打印成型的吸能结构可以制成护腰材料进行使用。
[2338]
实施例51
[2339]
利用多材料3d打印机,以聚对苯二甲酸乙二醇酯变体作为基体材料;以聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和亲水型离子液体([bmim]bf4,纳米二氧化硅,25wt%)作为分散体材料,将其打印成如附图5c所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为12.4kn。利用相同的原料制备成泡沫材料,并制备成1cm厚的试样,利用相同的测试方法进行冲击测试,测得透过冲击力为 19.2kn,可以看出相同原材料制成的3d打印吸能结构的吸能性比相同原材料制成的的泡沫材料吸能性好很多。打印成型的吸能结构可以制成护肘材料进行使用。
[2340]
实施例52
[2341]
利用多材料3d打印机,以热塑性弹性体(tpe)作为基体材料;以聚乙二醇分散液(peg200,纳米碳酸钙,长径比为4,长度约为1微米,体积分数45%)和含有硅钛酸酯键的聚乙烯醇作为分散体材料,将其打印成如附图7c所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为8.2kn。打印成型的吸能结构可以制成护腕材料进行使用。
[2342]
实施例53
[2343]
利用多材料3d打印机,以聚丙烯作为基体材料;以半开孔慢回弹eva泡沫材料和含有有机硼酸硅酯键的聚乙二醇作为分散体材料,将其打印成如附图8c所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为9.2kn。打印成型的吸能结构可以制成护臂材料进行使用。
[2344]
实施例54
[2345]
利用多材料3d打印机,以柔性聚酯(fpe)作为基体材料;以聚左旋乳酸-聚碳酸酯(tmc)-聚左旋乳酸(dlla)三嵌段共聚物和含有无机硼酸硅酯键的聚降冰片烯作为分散体材料,将其打印成如附图9c 所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中
的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为10.4kn。打印成型的吸能结构可以制成护颈材料进行使用。
[2346]
实施例55
[2347]
利用多材料3d打印机,以聚碳酸酯abs合金(pc-abs)作为基体材料;以聚柠檬烯碳酸酯和甘油分散液(丙三醇,pmma颗粒粒径2.5微米,体积分数55%)作为分散体材料,将其打印成如附图5b所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为17.7kn。打印成型的吸能结构可以制成防护面具进行使用。
[2348]
实施例56
[2349]
利用多材料3d打印机,以高抗冲聚苯乙烯(hips)作为基体材料;以聚乙二醇分散液(peg200, 75wt%650nm纳米二氧化硅,3wt%多层碳纳米管)和含有可逆自由基动态键的聚丙烯酸甲酯作为分散体材料,将其打印成如附图7b所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为15.3kn。打印成型的吸能结构可以制成头盔材料进行使用。
[2350]
实施例57
[2351]
利用多材料3d打印机,以丙烯腈丁二烯苯乙烯作为基体材料;以半开孔慢回弹的聚乳酸泡沫和含有硅钛酸酯键的聚乙烯醇作为分散体材料,将其打印成如附图6b所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为14.8kn。打印成型的吸能结构可以制成护目镜框架进行使用。
[2352]
实施例58
[2353]
利用多材料3d打印机,以热塑性共聚酯(tpc)作为基体材料;以丁苯橡胶(1,2-聚丁二烯50%,1,4
-ꢀ
聚丁二烯40%,ps 60%,tg 8.2℃,mn 2w)和含有亲金属作用的聚醋酸乙烯酯作为分散体材料,将其打印成如附图8b所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d 打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为 13.6kn。打印成型的吸能结构可以制成护齿结构材料进行使用。
[2354]
实施例59
[2355]
利用多材料3d打印机,以柔性聚酯(fpe)作为基体材料;以聚丙烯酸乙酯和聚丙烯酸钠稀溶液(6 微米氯氧化铋的体积分数20%)作为分散体材料,将其打印成如附图9b所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据 en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为12.8kn。利用相同的原料制备成泡沫材料,并制备成1cm厚的试样,利用相同的测试方法进行冲击测试,测得透过冲击力为23.2kn,可以看出相同原材料制成的3d打印吸能结构的吸能性比相同原材料制成的的泡沫材料吸能性好很多。打印成型的吸能结构可以制成鞋垫材料进行使用。
[2356]
实施例60
[2357]
利用多材料3d打印机,以聚乳酸(pla)作为基体材料;以聚乙二醇分散液(peg200,75wt%650nm 纳米二氧化硅,5wt%多层碳纳米管)和含有偶极-偶极作用的动态键的聚丙烯酸甲酯作为分散体材料,将其打印成如附图10b所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为11.4kn。打印成型的吸能结构可以制成减震垫进行使用。
[2358]
实施例61
[2359]
利用多材料3d打印机,以聚丙烯作为基体材料;以半开孔慢回弹的聚氨酯泡沫和含有离子作用的聚硅氧烷作为分散体材料,将其打印成如附图11b所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为10.1kn。打印成型的吸能结构可以制成缓冲垫进行使用。
[2360]
实施例62
[2361]
利用多材料3d打印机,以聚氨酯和聚柠檬烯碳酸酯作为基体材料;以甘油分散液(丙三醇,pmma 颗粒粒径2.5微米,体积分数55%)作为分散体材料,将其打印成如附图6c所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据 en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为8.7kn。打印成型的吸能结构可以制成站立垫进行使用。
[2362]
实施例63
[2363]
利用多材料3d打印机,以丁烯二酸乙烯醇和含有双硫键的聚乙二醇作为基体材料;以丁苯橡胶3(1,2
-ꢀ
聚丁二烯50%,1,4-聚丁二烯40%,ps 60%,tg 8.2℃,mn 2w)作为分散体材料,将其打印成如附图6c 所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为6.3kn。利用相同的原料制备成泡沫材料,并制备成1cm厚的试样,利用相同的测试方法进行冲击测试,测得透过冲击力为 14.5kn,可以看出相同原材料制成的3d打印吸能结构的吸能性比相同原材料制成的的泡沫材料吸能性好很多。打印成型的吸能结构可以制成吸能垫材料进行使用。
[2364]
实施例64
[2365]
利用多材料3d打印机,以高抗冲聚苯乙烯(hips)和聚左旋乳酸-聚碳酸酯(tmc)-聚左旋乳酸(dlla) 三嵌段共聚物作为基体材料;以含有离子作用的聚降冰片烯作为分散体材料,将其打印成如附图5c所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为5.4kn。打印成型的吸能结构可以制成电子器件外壳进行使用,在具有高抗冲击的同时,还具有已经的抗静电效果。
[2366]
实施例65
[2367]
利用多材料3d打印机,以聚乙二醇链段分子量为200的聚氨酯和含有硼酸硅脂键的聚氨酯作为基体材料;以丁苯橡胶3(1,2-聚丁二烯50%,1,4-聚丁二烯40%,ps 60%,tg 8.2℃,mn 2w)作为分散体材料,将其打印成如附图7c所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据
en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为7.4kn。打印成型的吸能结构可以制成定制化的缓冲垫片进行使用。
[2368]
实施例66
[2369]
利用多材料3d打印机,以聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)和聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯作为基体材料;以含有偶极-偶极作用的聚丙烯腈作为分散体材料,将其打印成如附图6b所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为5.2kn。打印成型的吸能结构可以制成防护面具进行使用。
[2370]
实施例67
[2371]
利用多材料3d打印机,以聚乙二醇链段分子量为300的聚氨酯和含有金属-配体作用的聚乙烯醇作为基体材料;以聚柠檬烯碳酸酯作为分散体材料,将其打印成如附图6b所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012 标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为5.7kn。打印成型的吸能结构可以制成减震垫片进行使用。
[2372]
实施例68
[2373]
利用多材料3d打印机,以含有螺噻喃的聚乳酸和聚左旋乳酸-聚碳酸酯(tmc)-聚左旋乳酸(dlla) 三嵌段共聚物作为基体材料;以含有六元有机硼酸环酯键的聚乙二醇作为分散体材料,将其打印成如附图 8b所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为6.8kn。打印成型的吸能结构可以制成鞋底材料进行使用,该鞋底根据不同体重的人会显现出不同的颜色。
[2374]
实施例69
[2375]
利用多材料3d打印机,以含有硅钛酸酯键的聚氨酯和含有主客体作用的聚己二酸己二酯作为基体材料;以氢化聚(5-正己基-2-降冰片烯)作为分散体材料,将其打印成如附图9b所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为50%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为6.9kn。打印成型的吸能结构可以制成电子器件包进行使用。
[2376]
实施例70
[2377]
利用多材料3d打印机,以柔性聚酯(fpe)和聚双(氯甲基)丁氧环作为基体材料;以聚乙二醇弹性体和含有不饱和六元环有机硼酸酯键的聚醋酸乙烯酯作为分散体材料,将其打印成如附图6c所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm 厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为4.7kn。打印成型的吸能结构可以制成定制化的方向盘保护套进行使用,根据不同的车型可以进行定制。
[2378]
实施例71
[2379]
利用多材料3d打印机,以热塑性聚氨酯和含有无机硼酸硅酯键聚甲基乙基硅氧烷作为基体材料;以聚(2-正丁基-2-恶唑啉)和聚二甲基硅氧烷作为分散体材料,将其打印成如附图5c所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测
得透过的冲击力为8.5kn。打印成型的吸能结构可以制成定制化的手机保护套进行使用,根据不同的手机型号可以进行定制打印。
[2380]
实施例72
[2381]
以含有高温发泡剂和有机硼酸硅脂键的聚乳酸材料作为基体材料,利用挤压熔融沉积式(fdm)的3d 打印方法进行3d打印,打印出来的吸能结构胞元结构泡孔为闭孔的内凹角型,具体胞元结构泡孔如附图 1a所示,打印完成后,将打印的成品置于200℃下进行发泡,制成定制化形状的孕妇枕。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为4.2kn。可以根据不同的孕妇需求进行特定形状的孕妇枕定制打印,测得该孕妇枕的吸能强度达到95%且该孕妇枕能够很好的契合孕妇的腹部形状,使孕妇在使用的时候最大化的放松腹部的负担。
[2382]
实施例73
[2383]
以美国瀚森epon 826环氧树脂制备的油墨作为硬质基体材料(制备方法:将30g epon 826与9g纳米粘土小板逐步混合,并先后加入3g和2.1g磷酸二甲酯,油墨达到室温后,添加1.5g的basionics vs03 固化剂(basf),并相应地在速度混合器中混合。)以含有有机硼酸硅酯键的道康宁sylgard 527灌封胶为软质材料的(制备方法:将40g se1700碱、1.6g催化剂和1g颜料混合,然后添加含有有机硼酸硅酯键的道康宁sylgard 527灌封胶parta和part b各3.4g,并再次混合)。利用单喷头多材料快速切换3d 打印机进行打印,将硬质基体材料打印为平板,软质材料打印为平板的支撑脚,打印出来的吸能结构胞元结构泡孔为闭孔的内凹角型,具体胞元结构泡孔如附图1a所示,形成一个带有硬质平板和软质支撑脚的结构,通过控制脚胞元的气压可以实现结构的移动。取部分3d打印成品,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为6.2kn。
[2384]
实施例74
[2385][2386]
在干燥洁净的烧瓶中称取5mmol的聚醚胺d2000,加热到100℃通氮气除水除氧1h,然后加入0.02mol 二苯基甲烷二异氰酸酯,在80℃氮气保护条件下反应2h,然后降温到60℃,加入8mmol n-(2,3-二羟基丙基)马来酰亚胺、适量的三乙胺、0.5wt%辛酸亚锡,继续反应4h,然后加入5mmol串联螺吡喃化合物(b)、5wt%植物纤维、5wt%硫酸钡、5wt%滑石粉继续反应1h,反应结束后,置于真空烘箱中干燥 24h,制得产物1。经测试,该产物在初始状态下用绿色的光照射,其能够发出蓝色的光,而在受力后,用同波长的绿光照射,其不能发出蓝色的光,应力作用使其能量转移消失。
[2387]
利用多材料3d打印机,以产物1作为基体材料;以聚乙烯醇作为分散体材料,将其打印成如附图6c 所示的结构,胞元结构为闭孔球型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击
测试,测得透过的冲击力为8.8kn。该打印成品具有能量转移和良好的吸能效果,可以将其用于应力吸收和检测。
[2388]
实施例75
[2389][2390]
在n2气氛下的反应瓶中,加入1摩尔当量己二醇、10摩尔当量mdi、0.1摩尔当量dabco,以四氢呋喃为溶剂,搅拌10分钟后,加入5摩尔当量聚乙二醇(分子量1000)和0.1摩尔当量三(羟甲基)乙烷,继续反应2h后,作为3d打印a组分;将0.5摩尔当量1,1'-二羟甲基二茂铁和0.5摩尔当量化合物a (其中drug代表抗菌药物基团),以四氢呋喃为溶剂,搅拌均匀后,充分反应后,作为3d打印b组分。利用双材料3d打印机进行3d打印,将a组分和b组分在喷头预交联至一定交联度,然后开始打印成型,打印出来的吸能结构胞元结构泡孔为开孔的内凹角型,具体胞元结构泡孔如附图2c所示。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为13.5kn。打印成型的吸能结构可以制成鞋垫进行使用,使用者在走路的时候对其具有压力,能够使抗菌药物进行释放,能够有效抑制鞋子内部的细菌滋生。
[2391]
实施例76
[2392][2393]
用ph为6.0的磷酸缓冲溶液配置体积分数为3.0%的海藻酸钠溶液100ml,然后以海藻酸钠单体与 edc、nhs摩尔比为2:2:1的剂量加入edc、nhs,搅拌15min后,加入1摩尔当量的化合物a(其中drug代表消炎药物基团),然后继续搅拌2h,除去溶剂和杂质,冷冻干燥后制成凝胶粉末。
[2394]
以该凝胶粉末为原材料,利用激光烧结(sls)的3d打印方法进行3d打印,打印出来的吸能结构胞元结构泡孔为闭孔的球型,球型的直径为2mm,打印时对其胞元结构泡孔的分布进行调控,使泡孔呈现出具有梯度的变化形式,打印出来后将结构置于去离子水中溶胀24小时,制的水凝胶成品。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为10.5kn,且具有良好的韧性。打印成型的吸能结构可以制成植入性的人工韧带进行使用,在受力时能够同时释放消炎药物进行治疗。
[2395]
实施例77
[2396][2397]
将10份化合物a(其中drug代表消炎药物基团)、1份摩尔当量丙三醇、1份辛酸亚锡、10份聚醚多元醇dep-5631d(羟值54-58),搅拌反应12h,作为3d打印a组分;将15份改性mdi作为3d打印b 组分;利用双材料3d打印机进行3d打印,将a组分和b组分在喷头预交联至一定交联度,然后开始打印成型,打印出来的吸能结构胞元结构泡孔为开孔的内凹角型,具体胞元结构泡孔如附图2c所示。打印出来后将结构置于去离子水中溶胀24小时,制的水凝胶成品。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,测得该凝胶具有良好的任性,且根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为 13.5kn。当受到冲击力导致力敏团力活化后,其活化产物能够释放出消炎药物,起到消炎作用,可以将其贴敷于有关节炎的膝盖、手腕等关节部位,能够在防护的同时进行治疗消炎。
[2398]
实施例78
[2399][2400]
将一定量的聚异戊二烯和化合物a(其中drug代表消炎止血药物基团)、巯基甘油进行巯基-烯点击反应,保持烯基和化合物a、巯基甘油的摩尔比为10:1:1,得到侧基含有氨甲基硼酸基和二元醇基的改性聚异戊二烯,冷冻干燥后制成粉末。将该粉末作为3d打印材料,利用选择性热烧结(shs)(打印温度在100 ℃以内)的3d打印方法进行3d打印,打印出来的吸能结构胞元结构泡孔为开孔的内凹角型,具体胞元结构泡孔如附图5c所示。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为9.5kn。打印成型的吸能结构可以制成一体化创可贴进行使用,使用者在伤口受力时能够自动释放药物分子,对伤口进行消炎止血。
[2401]
实施例79
[2402][2403]
在干燥洁净的烧瓶中加入适量的三乙胺、1质量份辛酸亚锡、20质量份质量份化合物a(其中drug代表抗菌药物基团)、30质量份聚醚多元醇ep-330n(羟值32-36)、5质量份植物纤维、5质量份硫酸钡、5 质量份滑石粉,除氧后,加入20质量份tdi,在80℃氮气保护条件下反应2h,反应结束后,将聚合物样品置于合适的模具中,置于真空烘箱中干燥24h,然后冷却至室温,最终得到一种聚氨酯聚合物。以该聚合物为原料,利用选择性激光熔化成型(slm)的3d打印方法将其打印成胞元结构泡孔如附图1e所示的结构。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为
11.6kn。打印成型的吸能结构可以制成鞋垫进行使用,使用者在走路的时候对其具有压力,能够使抗菌药物进行释放,能够有效抑制鞋子内部的细菌滋生。
[2404]
实施例80
[2405][2406]
将等质量的聚乙烯吡咯烷酮(平均分子量约10kda)和氢氧化钾溶解于去离子水,在150℃的条件下进行开环反应,得到部分开环侧基为羧基的聚乙烯吡咯烷酮a(开环率约为40%)。将所得的聚合物a和一定量的化合物a(其中drug代表消炎药物基团)在dcc和dmap的催化下反应,得到改性聚乙烯吡咯烷酮。
[2407]
利用多材料3d打印机,以热塑性聚氨酯和含有无机硼酸硅酯键聚甲基乙基硅氧烷作为基体材料;以改性聚乙烯吡咯烷酮为分散体材料,将其打印成如附图5c所示的结构,胞元结构为闭孔内凹角型,分散体在胞元结构中的填充度为100%。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012 方法测试,该吸能结构的透过冲击力为12.2kn。其中,当受到冲击力导致力敏团力活化后,其活化产物能够在光照下释放出消炎药物,起到消炎作用,可以将其贴敷于有关节炎的膝盖、手腕等关节部位,能够在防护的同时进行治疗消炎。
[2408]
实施例81
[2409][2410]
将一定量的6摩尔当量两端琥珀酰亚胺基封端的聚乙二醇(平均分子量2000da)、3摩尔当量含有力敏团以及药物侧基drug的二氨化合物b(其中drug代表清凉因子小分子)、3摩尔当量的1,3,5-三氨基苯进行氨基与琥珀酰亚胺基之间的反应,得到含有力敏团和药物侧基drug的聚合物a。将3摩尔当量两端琥珀酰亚胺基封端的聚乙二醇(平均分子量5000da)和2摩尔当量1,3,5-三氨基苯充分共混后,反应制得聚合物b,以聚合物a和b为3d打印原料,利用双材料3d打印机,将聚合物a和聚合物b在喷头预交联至一定交联度,然后开始打印成型,打印出来的吸能结构胞元结构泡孔为开孔的内凹角型,具体胞元结构泡孔如附图2c所示。该吸能结构具有良好的透气性和吸能性,可作为鞋垫使用,使用者在走路的过程中,鞋垫会释放清凉因子,使鞋子内部保持清凉和干爽。
[2411]
实施例82
[2412][2413]
在干燥洁净的三口烧瓶中加入1.9g四硼酸钠,10g分子量约为1,000的聚碳酸酯二醇,120ml甲苯,加入少量的乙酸水溶液搅拌混合30min,滴加入少量的bht抗氧剂,加热到
120℃继续混合30min后,滴加入少量三乙胺,在氮气保护条件下反应3h制得聚合物a;再加入200ml氯仿,再加入13g分子量约为1,000的聚己内酯二醇、2g二羧酸化合物(a)、5g化合物(b)、7g二环己基碳二亚胺缩合剂、0.64g催化剂4-二甲氨基吡啶混合均匀,在回流条件下反应6h,再加入1.24g n,n'-1,4-亚丁基二马来酰亚胺,搅拌混合均匀后,继续反应2h,将粘稠的反应液作为3d打印原料,利用沉积式的3d打印方法进行3d打印,原料在喷头处预聚到一定程度后挤出打印,打印出来的吸能结构胞元结构泡孔为闭孔的球型,球型的直径为2mm。取部分3d打印成品,将其制备成1cm厚的试样,根据en1621-2012标准方法进行冲击测试,测得透过的冲击力为9.4kn。并可以在紫外光和可见光照射下体现出不同的力致增韧效果,可将其作为一种具有光和力响应功能的密封胶或可回收性弹性件进行使用。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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