本发明涉及一种自修复材料的制备方法。具体是一种基于丙烯腈、丙烯酸正丁酯通过自由基聚合制备无规共聚物，之后将共聚物中的腈基改性成四唑环再与金属离子配位制备共聚物的方法，属于高分子智能材料领域。
背景技术：
材料在使用过程中，由于受到外界环境中温度变化、紫外辐射、以及机械应力等刺激，使材料内部产生了裂纹和缺陷，降低材料的使用性能，使材料慢慢失去原有的性能，增加材料使用成本。
受生物体自修复特性的启发，自修复材料作为一种智能仿生材料引起了人们的极大兴趣。该材料对微观裂纹和表面损伤的自修复特性为延长材料的使用寿命及提升使用安全性提供了一种经济而又便捷的新方法。当前，基于高分子聚合物与金属离子的配位作用来制备共聚物的方法引起了广泛的关注，这种方法制得的、自修复材料不需要额外添加修复剂便能实现材料的多次自修复。四唑是含四个原子的五元杂环化合物，平行结构、具有一定芳香性含氮量为8%，分子中含有多种化学键，具有较高生成焓，既有单电子轨道又有双电子轨道。其易与金属离子形成配位键，具有很好的自修复潜力。高分子材料的修复性质主要取决于其中交联键的强弱。多数情况下，高分子的力学性能和自修复性能是一对矛盾体，通过化学设计得到力学性质和自修复性质均优异的材料是目前自修复材料研究的重要挑战之一，而其中交联键的选择和调控是设计的关键问题。
利用丙烯腈和软单体丙烯酸正丁酯制备出无规共聚物，将侧链的腈基用叠氮化钠改性为四唑环，四唑环与金属离子的配位作用形成金属配合物，利用配位键的形成和断裂来实现材料的自修复性能。此法选用的单体丙烯腈和丙烯酸正丁酯及金属配位作用使得制备出的材料既具备了自修复性能又具备良好的机械性能，因此具有很好的研究意义。
技术实现要素：
本发明目的是提供一种普通自由基聚合制备共聚物及对共聚物侧链腈基改性，利用四唑环与金属离子的配位作用制备自修复材料的方法。
本发明提供了一种普通自由基聚合制备共聚物及对共聚物侧链腈基改性制备自修复材料的方法，采用的是一锅两步法，包括如下步骤：
首先利用普通自由基聚合制备聚（丙烯腈-丙烯酸正丁酯）共聚物，共聚物侧链中带有腈基，其中丙烯腈与丙烯酸正丁酯的比例为1:1。
然后，直接向第一步反应得到的聚合物中加入叠氮化钠和金属盐（氯化锌、硝酸钴、氯化高铁、硝酸银等）将部分腈基进行改性成聚乙烯基四唑，利用聚乙烯基四唑与锌离子配位制备出自修复材料。其中丙烯腈与金属盐的比例为25:1~100:1，丙烯腈和叠氮化钠的比例为25:1~100:1；反应温度为120摄氏度，反应时间约为2小时，待反应溶液变为粘稠状液体，停止反应，制得自修复材料。
本发明与已有技术相比较具有以下优点：本发明提供的制备自修复材料简便易行，原料易得，且利用四唑环与金属离子的配位作用之前很少使用。通过丙烯腈与金属盐用量的调节可以制备出自修复性能优异且机械性能良好的材料。
具体实施方式
实施例一：
第一步，将2.0毫升的丙烯腈、4.4毫升丙烯酸正丁酯、20毫克偶氮二异丁腈、2.0毫升n,n-二甲基甲酰胺加入到50毫升单口烧瓶中，搅拌均匀，置于70摄氏度条件下反应约1.5小时，待反应物粘稠时停止反应；第二步，向第一步得到的反应物中加入0.0397克叠氮化钠，0.0833克氯化锌，继续搅拌反应，置于120摄氏度反应约1.5小时，待反应物变得粘稠时停止反应，得到金属锌与四唑环配位的自修复材料。
实施例二：
第一步，将2.0毫升的丙烯腈、4.4毫升丙烯酸正丁酯、20毫克偶氮二异丁腈、2.0毫升n,n-二甲基甲酰胺加入到50毫升单口烧瓶中，搅拌均匀，置于70摄氏度条件下反应约1.5小时，待反应物粘稠时停止反应；第二步，向第一步得到的反应物中加入0.0397克叠氮化钠，0.1652克氯化高铁，继续搅拌反应，置于120摄氏度反应约1.5小时，待反应物变得粘稠时停止反应，得到金属铁与四唑环配位的自修复材料。
实施例三：
第一步，将2.0毫升的丙烯腈、4.4毫升丙烯酸正丁酯、20毫克偶氮二异丁腈、2毫升n,n-二甲基甲酰胺加入到50毫升单口烧瓶中，搅拌均匀，置于70摄氏度条件下反应约1.5小时，待反应物粘稠时停止反应；第二步，向第一步得到的反应物中加入0.0397克叠氮化钠，0.1779克硝酸钴，继续搅拌反应，置于120摄氏度反应约1.5小时，待反应物变得粘稠时停止反应，得到金属钴与四唑环配位的自修复材料。
实施例四：
第一步，将2.0毫升的丙烯腈、4.4毫升丙烯酸正丁酯、20毫克偶氮二异丁腈、2.0毫升n,n-二甲基甲酰胺加入到50毫升单口烧瓶中，搅拌均匀，置于70摄氏度条件下反应约1.5小时，待反应物粘稠时停止反应；第二步，向第一步得到的反应物中加入0.01985克叠氮化钠，0.1038克硝酸银，继续搅拌反应，置于120摄氏度反应约1.5小时，待反应物变得粘稠时停止反应，得到金属银与四唑环配位的自修复材料。