【摘 要】
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具备自修复性能的聚合物材料（自修复聚合物）可克服传统聚合物材料使用寿命短、工作环境苛刻等问题,成为二十一世纪备受关注的新型智能材料之一。根据其修复机理,自修复聚合物可分为两大类:引入其它化学物质进行聚合等反应实现修复的外援型自修复聚合物;利用聚合物自身的可逆共价键或非共价键作自修复位点实现修复的本征型自修复聚合物,其中本征型自修复聚合物在修复次数、制备流程、参数调节等方面优于外援型自修复聚合物。因
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具备自修复性能的聚合物材料（自修复聚合物）可克服传统聚合物材料使用寿命短、工作环境苛刻等问题,成为二十一世纪备受关注的新型智能材料之一。根据其修复机理,自修复聚合物可分为两大类:引入其它化学物质进行聚合等反应实现修复的外援型自修复聚合物;利用聚合物自身的可逆共价键或非共价键作自修复位点实现修复的本征型自修复聚合物,其中本征型自修复聚合物在修复次数、制备流程、参数调节等方面优于外援型自修复聚合物。因此本论文从本征型自修复聚合物角度出发,选取基于可逆亚胺键、可逆双硫键为修复位点的两个自修复聚合物体系进行研究,并将制备的自修复聚合物应用于能量收集转化、超材料和柔性传感器方面,课题相关工作、结果如下:（1）设计并合成含三个醛基官能团的化合物三[（4-甲酰苯氧）甲基]乙烷,随后将其同氨基封端的聚二甲基硅氧烷进行席夫碱反应,得到基于动态可逆亚胺键为修复位点的自修复聚合物。核磁共振、红外光谱数据证明该聚合物被顺利合成,光学显微镜实时观测、机械力学强度测试等佐证该自修复聚合物在室温下静置6 h即可实现结构和性能修复。以该自修复聚合物为基底,制备全柔性的纳米能源收集器件——驻极体摩擦纳米发电机。首先制备肉夹馍结构、全柔性驻极体薄膜,组装搭设电晕极化装置,为驻极体注入大量电荷,随后将室温液态金属（Ga In Sn）涂敷到自修复聚合物一侧充当电极并封装驻极体得到驻极体纳米发电机。该器件作为能源采集器可收集实验人员行走过程中产生的机械能,并将其转化为电能驱动数十个LED灯工作,还可作为自供能传感器区分走路、跑步等姿势,器件受损后,经过室温修复,其各项性能恢复至初始水平。（2）采用多硫聚合物、环氧树脂制备基于可逆动态双硫键的自修复聚合物,该聚合物在60℃条件下静置4 h即可修复完全,因室温液态金属具备高导电性、高度流动性和极强修复性,遂借助自修复聚合物封装液态金属谐振环作超材料进行吸波应用,在10 GHz处具有大于90%的电磁波吸收度,且该超材料在损毁前和修复后吸波性能一致;同时,使用该自修复聚合物封装液态金属制备全柔性自修复传感器,测试得到不同拉伸形变下、身体多部位变化的电信号规律明显,且传感器在受损修复后信号输出能力完全恢复。
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