【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及摩擦學，具體涉及一種環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料及其制備方法和應用。
技術介紹
1、機械互鎖分子具有特有的拓撲結構以及分子內限域的運動空間，并且機械鍵的連接使得該類分子具有整體結構穩定性和動態性，因而其常被用于構筑功能性高分子材料。
2、輪烷型聚合物作為機械互鎖結構與高分子材料交叉融合的產物，輪烷結構類似于“車輪”，其具有特殊的自由滑動和轉動現象，可將摩擦界面的滑動摩擦轉變為滾動摩擦，有效降低了其摩擦系數。另外，由于輪烷結構較大的空間位阻可以在摩擦界面上形成緩沖區，有效地降低了摩擦副之間的磨損。
3、因此，輪烷聚合物是一類結構新穎且非常有潛力的本體摩擦材料，也是提高生物醫用植入器械涂層耐磨性、韌性以及生物相容性的理想選擇。
4、此外，聚輪烷原料成本低、制備工藝簡單，并具有空腔結構、滑輪效應以及良好的粘彈性，是新型本體潤滑材料的重要研究方向。
5、輪烷結構在摩擦力的作用下會沿著摩擦副表面不停地轉動和滑動，這不僅降低了摩擦界面的摩擦力，也阻止了摩擦副表面的直接接觸，起到了降低磨損的作用。
6、目前，環糊精是超分子化學中應用最為廣泛的主體分子之一，具有原料成本低、無毒、生物相容性好以及制備工藝簡單等諸多優點，其作為應用材料具有極高的科學研究價值。
7、本專利技術主要選取以環糊精為主客體分子的聚輪烷為研究對象，構筑了一種環氧樹脂聚輪烷潤滑網絡，這對于新型輪烷潤滑材料的開發具有十分重要的研究意義。
8、迄今為止，基于機械互鎖型聚合物在生物醫用材
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料及其制備方法和應用。本專利技術方法簡單，反應條件溫和，易于實施；與傳統潤滑材料相比，本專利技術潤滑網絡具有動態性和良好的生物相容性，且具備優異的機械力學性能，在生物潤滑涂層以及高端潤滑領域具有應用潛力。
2、[1]一種環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料(mib)，所述環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料由聚乙二醇和環糊精的準聚輪烷(pr，polypseudorotaxane)與環氧樹脂類單體以及固化劑聚醚胺進行開環、固化反應得到；
3、聚乙二醇和環糊精的準聚輪烷中，聚乙二醇和環糊精的摩爾比為1～100:1～2000，優選為1:2～10，進一步優選為1:5；
4、環氧樹脂類單體、固化劑聚醚胺以及聚乙二醇和環糊精的準聚輪烷的摩爾比為100～2000:50～1000:0.1～200。
5、所述聚乙二醇和環糊精的準聚輪烷的數均分子量可為1000～500000g/mol。
6、所述聚乙二醇和環糊精的準聚輪烷中，聚乙二醇的數均分子量為600～5000g/mol，優選為600～2000g/mol，進一步優選為2000g/mol。
7、所述環氧樹脂類單體可為雙酚a二縮水甘油醚(dgeba)、聚乙二醇二縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚中的至少一種。
8、所述固化劑聚醚胺可為聚醚胺d230、聚醚胺d400(pea400)、聚醚胺d2000中的至少一種。
9、在一些實施例中，固化反應條件：溫度0～180℃(例如80～100℃等)，時間2～72小時。
10、在一些實施例中，開環、固化反應溫度60～100℃。
11、所述環糊精可為α-環糊精、β-環糊精、γ-環糊精中的至少一種。
12、所述聚乙二醇的封端基團可為羥基、氨基、巰基、羧基中的一種或兩種以上。
13、所述聚乙二醇和環糊精的準聚輪烷可由聚乙二醇和環糊精在水中進行主客體識別作用后形成。一種示例的聚乙二醇和環糊精的準聚輪烷的制備方法：
14、常溫下，向環糊精的水溶液中滴加聚乙二醇的水溶液，充分攪拌，然后靜置，使環糊精完全套在聚乙二醇分子鏈上；
15、環糊精和聚乙二醇發生主客體識別作用后會產生不溶于水的準聚輪烷，利用沉淀法和離心法得到大量的白色沉淀；白色沉淀用去離子水多次洗滌，確保將未反應的環糊精和聚乙二醇洗掉；
16、最后冷凍干燥，得到白色的固體粉末，即聚乙二醇和環糊精的準聚輪烷。
17、本專利技術在水相中聚乙二醇和環糊精得到準聚輪烷，然后與環氧樹脂類單體和固化劑聚醚胺進行開環反應，得到環氧樹脂聚輪烷潤滑網絡，與傳統的聚合物摩擦材料相比，本專利技術的潤滑網絡具有動態性和良好的生物相容性，以及優異的機械力學性能，重要的是，該類潤滑材料的潤滑機理主要以滾動摩擦為主，比傳統的滑動摩擦材料具有更好的減摩性能，因此在生物潤滑涂層以及高端潤滑領域具有應用潛力。
18、[2]根據[1]所述的環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料的制備方法，將聚乙二醇和環糊精的準聚輪烷與環氧樹脂類單體以及固化劑聚醚胺進行開環、固化反應得到所述環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料。
19、[3]根據[1]所述的環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料在制備生物潤滑材料中的應用。
20、本專利技術的環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料在0.1～50n的摩擦條件下具備優異的潤滑性。
21、本專利技術的環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料中，聚乙二醇和環糊精的準聚輪烷的添加量在0.01wt％～20wt％(例如0.5wt％～3wt％進一步2wt％～2.5wt％等)(以聚乙二醇和環糊精的準聚輪烷與環氧樹脂類單體以及固化劑聚醚胺的總質量為100％計)的濃度下具備優異的潤滑性。
22、本專利技術與現有技術相比，有益效果有：
23、1)本專利技術提供了一種性能優異、易于合成、合成條件溫和的環氧樹脂聚輪烷潤滑網絡，該環氧樹脂聚輪烷潤滑網絡具有動態性和良好的生物相容性，以及優異的機械力學性能，重要的是，該類潤滑材料的潤滑機理主要以滾動摩擦為主，比傳統的滑動摩擦材料具有更好的減摩性能，因此在生物潤滑涂層以及高端潤滑領域具有應用潛力。
24、2)本專利技術提供的環氧樹脂聚輪烷潤滑網絡在環糊精聚乙二醇的準聚輪烷添加量為0.5wt％～2.5wt％的條件摩擦系數降低了20％左右，抗磨性能提高了2倍左右。通過細胞毒性實驗，發現該潤滑網絡具有良好的生物相容性。
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1.一種環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料，其特征在于，所述環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料由聚乙二醇和環糊精的準聚輪烷與環氧樹脂類單體以及固化劑聚醚胺進行開環、固化反應得到；
2.根據權利要求1所述的環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料，其特征在于，所述聚乙二醇和環糊精的準聚輪烷的數均分子量為1000～500000g/mol；
3.根據權利要求1所述的環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料，其特征在于，所述環氧樹脂類單體為雙酚A二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料，其特征在于，所述固化劑聚醚胺為聚醚胺D230、聚醚胺D400、聚醚胺D2000中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料，其特征在于，固化反應條件：溫度0～180℃，時間2～72小時。
6.根據權利要求1所述的環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料，其特征在于，所述環糊精為α-環糊精、β-環糊精、γ-環糊精中的至少一種。
7.根據權利要求1所述的環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料，其特征在
8.根據權利要求1所述的環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料，其特征在于，所述聚乙二醇和環糊精的準聚輪烷由聚乙二醇和環糊精在水中進行主客體識別作用后形成。
9.根據權利要求1～8任一項所述的環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料的制備方法，其特征在于，將聚乙二醇和環糊精的準聚輪烷與環氧樹脂類單體以及固化劑聚醚胺進行開環、固化反應得到所述環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料。
10.根據權利要求1～8任一項所述的環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料在制備生物潤滑材料中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料，其特征在于，所述環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料由聚乙二醇和環糊精的準聚輪烷與環氧樹脂類單體以及固化劑聚醚胺進行開環、固化反應得到；
2.根據權利要求1所述的環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料，其特征在于，所述聚乙二醇和環糊精的準聚輪烷的數均分子量為1000～500000g/mol；
3.根據權利要求1所述的環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料，其特征在于，所述環氧樹脂類單體為雙酚a二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料，其特征在于，所述固化劑聚醚胺為聚醚胺d230、聚醚胺d400、聚醚胺d2000中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的環氧樹脂聚輪烷網絡潤滑材料，其特征在于，固化反應條件：溫度0～180℃，時間2...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃飛鶴，李光鋒，王嬌，王宸宸，
申請(專利權)人：浙江大學杭州國際科創中心，
類型：發明
國別省市：
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