[1]童永仲,潘绍武,朱美芳.氢键/二硫键协同的室温修复聚氨酯的制备及性能研究[J].中国材料进展,2024,43(07):658-665.[doi:10.7502/j.issn.1674-3962.202303011]
　TONG Yongzhong,PAN Shaowu,ZHU Meifang.Preparation of Room-Temperature Healable Polyurethanes Based on Synergistic Hydrogen Bonds/Disulfide Bonds and Study on Their Properties[J].MATERIALS CHINA,2024,43(07):658-665.[doi:10.7502/j.issn.1674-3962.202303011]
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氢键/二硫键协同的室温修复聚氨酯的制备及性能研究()
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中国材料进展[ISSN:1674-3962/CN:61-1473/TG]

卷:
43
期数:
2024年第07期
页码:
658-665
栏目:
出版日期:
2024-07-30

文章信息/Info

Title:
Preparation of Room-Temperature Healable Polyurethanes Based on Synergistic Hydrogen Bonds/Disulfide Bonds and Study on Their Properties
文章编号:
1674-3962(2024)07-0658-08
作者:
童永仲; 潘绍武; 朱美芳
东华大学材料科学与工程学院 纤维材料改性国家重点实验室，上海 201620
Author(s):
TONG Yongzhong; PAN Shaowu; ZHU Meifang
State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials，College of Material Science and Engineering，Donghua University，Shanghai 201620，China
关键词:
室温自修复; 聚氨酯; 硬段; 力学性能; 氢键; 二硫键
Keywords:
room-temperature self-healing; polyure-thanes; hard segments; mechanical properties; hydrogen bonds; disulfide bonds
分类号:
TQ317
DOI:
10.7502/j.issn.1674-3962.202303011
文献标志码:
A
摘要:
自修复材料作为一类新兴的智能材料，具有广泛的应用前景，然而此类材料难以兼具良好的力学性能与自修复能力。以聚四氢呋喃（PTMEG）为软段、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和双（4-羟苯基）二硫醚（4-HD）为扩链剂共同构成硬段，通过两步扩链反应制备了室温自修复聚氨酯（PUHD），并分别研究了单体配比与扩链剂的分子结构对PUHD的力学与自修复性能的影响。结果表明：当R值（R=\[IPDI\]/\[PTMEG\]）为1.5时，PUHD的综合性能最佳，拉伸强度、断裂伸长率与韧性分别为7.53 MPa、1447.80%与31.98 MJ/m3。PUHD-1.5具有良好的流变性能，在25与60 ℃下的特征弛豫时间分别为23.45与7.10 min，在25 ℃下修复6 h，断裂伸长率与拉伸强度的修复效率分别为95.29%和89.95%。扩链剂的分子结构对PUHD的自修复性能有显著影响，弱氢键作用与松散堆积的硬段有利于提高PUHD的自修复性能。
Abstract:
As a new kind of intelligent material，self-healing materials have a widespread application prospect．However，it is difficult to have both good mechanical properties and selfhealing ability．Here，using polytetrahydrofuran（PTMEG）as soft segments，isophorone diisocyanate（IPDI）and bis（4-hydroxyphenyl）disulfide（4-HD）as chain extenders constructing hard segments together，a room-temperature selfhealing polyurethane（PUHD）was prepared by two-step chain extension reaction．The effects of monomer ratio and molecular structures of chain extenders on the mechanical and selfhealing properties of PUHD were studied．The results showed that PUHD had the best comprehensive performance when the R value（R=\[IPDI\]/\[PTMEG\]）is 1.5．The tensile strength，elongation at break and toughness reached 7.53 MPa，1447.80% and 31.98 MJ/m3，respectively．PUHD-1.5 had good rheological properties with characteristic relaxation time of 23.45 and 7.10 min at 25 and 60 ℃，respectively．The self-healing efficiency of elongation at break and tensile strength were 95.29% and 89.95% at 25 ℃ for 6 h，respectively．The molecular structures of chain extenders have a significant effect on the self-healing ability of PUHD．Weak interaction of hydrogen bonds and loosely-packed hard segments are beneficial to improve the self-healing properties of PUHD．

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2023-03-20修回日期：2023-05-03 基金项目：国家自然科学基金资助项目（52103252，52090033） 第一作者：童永仲，男，1996年生，硕士研究生 通讯作者：潘绍武，男，1987年生，研究员，博士生导师， Email:pansw@dhu.edu.cn
更新日期/Last Update: 2024-06-26