基于金属配位键作用的聚丙烯酸酯树脂的合成及自修复性能研究

摘要

通过乳液聚合法合成了交联型聚丙烯酸酯乳液，构建了基于动态Cr³⁺-COOH/-NH配位键的自修复树脂体系，显著提升了材料的力学性能与自修复能力.通过FT-IR和XPS实验结果说明，Cr³⁺与聚合物链中的羧基和氨基形成可逆配位键，构建了化学交联网络.使Poly@Cr_0.15样品拉伸强度达3.91 MPa,较未改性样品提升18倍.优化自修复条件，在80℃处理8 h后，Poly@Cr_0.1和Poly@Cr_0.15的修复效率均达99%,归因于配位键的动态断裂-重组特性.通过对比有机铬（Poly@Cr P）与无机铬（Poly@Cr S）体系，发现有机铬因相似相溶效应更易进入胶束内部形成有效配位，与无机铬体系相比，其拉伸强度提高至4.2 MPa,且三次循环修复后仍保持95%的修复效率.为制备基于可逆非共价键自修复聚合物提供了有力的数据支撑和理论依据，为自修复高分子材料在实际生产与生活中的应用开辟了新的途径.

关键词

聚丙烯酸酯 / 金属配位键 / 自修复树脂 / 有机铬 / 乳液聚合法