一种具有自愈合能力的液晶共聚物材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种液晶高分子材料及其制备方法，属于功能高分子材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 液晶高分子是一类具有液晶自组装行为的高分子化合物，由于其优异的机械加 工、流变、自发取向等性能使得其在制备合成纤维、工程塑料以及高强度、高模量、耐腐蚀、 阻燃稳定的特种材料方面具有重要的应用。
[0003] 随着科学技术的发展，高分子材料以其优异的性能逐渐取代传统材料，但由于受 热、机械和化学等因素的影响，高分子材料在应用过程中内部易产生局部损伤，影响其力学 性能和使用寿命。为了解决这种宏观难以检测到的材料损伤，通过模仿生物体自身修复损 伤的原理，自修复材料应运而生并得到了快速的发展。目前自愈合材料的分类有很多，大致 有以下几种：在材料中掺入微胶囊愈合剂或加入中空纤维；体系中引入可逆的共价键或动 态的非共价键；利用可逆金属配位等。
[0004] 自愈合材料的发展经历了从微胶囊的填充到分子间价键动态可控的一个发展过 程。虽然已经取得了巨大的进步，但是这些自愈合材料还是需要愈合剂、能量、溶剂等条件， 近年来，动态非共价键自愈合材料以其较少依赖外部环境的特点成为了研宄的热门，目前 研宄较多的非共价键就是氢键，大量的氢键相互结合可以形成交联体系，氢键的破坏与重 组又能使得材料具有愈合的特性。
[0005] 基于以上的研宄发展，传统的液晶高分子材料在使用中同样容易产生局部损伤， 这些损伤不能及时修复就会严重影响材料的性能及使用寿命。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种在侧链型液晶高分子材料中引入多重氢键结构，使其具 有自愈合性能，延长液晶高分子材料的使用寿命。
[0007] 本发明的技术方案是，一种具有自愈合能力的液晶共聚物材料，所述液晶共聚物 弹性体是侧链型液晶与含氢交联剂进行共聚，其特征在于，具有自愈合能力的液晶高分子 材料结构如式I所示：
[0008]
【主权项】
1. 一种具有自愈合能力的液晶共聚物材料，所述液晶共聚物弹性体是侧链型液晶与含 氢交联剂进行共聚，其特征在于，具有自愈合能力的液晶高分子材料结构如式I所示：
式中.
表示式II中所含液晶基元中的一种
A、B表示式III中的一种
RpR2、R3、R4、R5是氣、烧基或烧氧基中的一种； E是烷基、烷氧基、酯基、羰基或与以上结构相类似的同系物或异构体中的一种； m= 2,4,6,8，10，12;n= 2,4,6,8，10，12;x= 2,4,6,8，10，12 ;
2. -种具有自愈合能力的液晶共聚物材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包 括如下步骤： (1)、选择含有双键的液晶单体（式IV)和含有双键和氢键基团的单体（式V):
式中，
-表示式II中所示液晶基元中的一种； RpHI是氢、烷基或烷氧基中的一种； E是烷基或烷氧基或酯基或羰基或与以上结构相类似的同系物或异构体中的一种；
m= 2,4,6,8，10，12;n= 2,4,6,8，10，12;x= 2,4,6,8，10，12 ; (2) 将含有双键的液晶单体和含有双键和氢键基团的单体和引发剂依次加入到聚合管 中，加入四氢呋喃（THF)作为反应溶剂，经过三次冷冻三次融化后，真空下封管； (3) 聚合管放置在60-80°C的油浴锅中反应3-12h后，停止反应； (4) 打开聚合管，用THF溶剂稀释聚合溶液1-5倍，并将稀释后的聚合溶液滴入到室温 的甲醇中沉降，得到的沉淀放入30-50°C的真空干燥箱中干燥过夜，得到干燥聚合物为一种 具有自愈合能力的液晶共聚物材。
3. 根据权利要求2所述的具有自愈合能力的液晶共聚物材料的制备方法，其特征在 于，在聚合过程中，所述引发剂可以为偶氮二异丁腈（AIBN)、过氧化二苯甲酰（BPO)或类似 引发剂中的一种。
4. 根据权利要求2或3所述的一种有自愈合能力的液晶共聚物材料的制备方法，其特 征在于，在聚合物的制备过程中，加入增塑剂，所述增塑剂的质量为含有双键的液晶单体质 量的0. 1% -60%，通过改变增塑剂的用量调节聚合物的玻璃化转变温度（Tg)。
5. 根据权利要求2或3所述的一种具有自愈合能力的液晶共聚物材料的制备方法，其 特征在于，含氢交联剂单体的质量分数为聚合物的5% -50%，通过改变含氢交联剂与聚合 物的相对质量可制备不同交联度的具有自愈合能力的液晶共聚物材。
【专利摘要】本发明公开了一种具有自愈合能力的液晶共聚物材料及其制备方法，所述液晶共聚物弹性体是侧链型液晶与含氢交联剂进行共聚。本发明具有如下的技术效果，通过合理的分子结构的设计在侧链型液晶高分子中引入具有自愈合能力的多重氢键结构，延长液晶高分子材料的使用寿命。
【IPC分类】C08F220-18, C08F4-04, C08F220-36
【公开号】CN104558389
【申请号】CN201410833136
【发明人】谢鹤楼, 倪彬, 晏苗, 唐军, 钟冠群, 张海良
【申请人】湘潭大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月23日