基于双硫键和氢键协效的高性能自修复聚氨酯脲的研制

摘要：

为解决自修复弹性体同时具有优异的力学性能和自修复性能的矛盾,首先将原料胱氨酸(CYS)进行甲酯化得到含双硫键的二胺扩链剂胱氨酸二甲酯(CDE),然后以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和CDE为硬段,固定摩尔比为1:3:2,采用两步法制备了自修复聚氨酯脲(SH-PUU)弹性体,并对SH-PUU进行了红外光谱测试、拉曼光谱测试、力学性能测试、自修复性能测试、划痕修复微观形貌观察、应力松弛和动态力学性能测试.实验结果表明:SH-PUU的软段和硬段的玻璃化转变温度分别为-38.5℃和77.6℃,微相分离程度较高,SH-PUU具有良好的力学性能,拉伸强度为13.6MPa,断裂伸长率达531.3％;同时SH-PUU具有高效的自修复能力,试样在经过80℃修复2h后,基于拉伸强度的自修复效率达到97.1％,SH-PUU的力学性能和自修复性能达到较好的平衡.SH-PUU的高自修复能力是由动态双硫键和氢键协效增强引起的,其通过加热方式的自修复机理为:SH-PUU中的动态双硫键在80℃发生可逆交换反应,SH-PUU中的氢键在低于100℃时会重新形成.

关键词：双硫键、氢键、聚氨酯脲、自修复、胱氨酸二甲酯

所属期刊栏目：40

分类号：TQ334.1

资助基金：西安近代化学研究所开放合作创新基金;山西省"1331工程"重点学科建设项目

在线出版日期：2021-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：324-331