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自然界中大部分生物在局部受到损伤后能够自主修复并愈合,但是人工合成的高分子材料不具备这种“自修复(self-healing)”的性能。高分子材料在使用或加工过程中,容易受到机械、紫外光辐射、化学物质的作用,材料表面及其内部容易产生微型裂纹。材料表面的裂纹较容易进行人工修复,但是材料内部的微裂纹难以检测,更加难以修复。这些微裂纹的存在使材料的性能和使用寿命降低甚至完全丧失。21世纪初期,国外研究者模拟生物体自愈合机理,将自修复机理引入到高分子材料中,制备了具有一定的自诊断和自修复能力的智能材料。使该智能材料的机械性能和使用寿命得到了较好的提升。自修复技术在微电子聚合物、医学仿生材料、军工材料、建筑用材料等方面表现出较好的应用前景,成为智能高分子材料研究的热点之一。当前制备自修复高分子材料的方法有很多,将可逆共价键引入到高分子材料中是一种较为有效的制备方法。Diels-Alder(简称DA)反应因为具备:反应条件温和性、温度可逆性、水溶液促进性和不需要催化剂等优点,被广泛应用于制备自修复高分子材料。植入Diels-Alder共价键的高分子材料通过分子链中的Diels-Alder逆反应(retro-DA)和Diels-Alder反应的共同作用对高分子材料损伤部位进行修复。相比外置型自修复高分子材料,基于DA反应的高分子材料的自修复效率更高。本论文首先通过对聚氨酯分子链结构进行设计,制备了端呋喃基线型聚氨酯TNDF,然后以呋喃基团-马来酰亚胺基团为DA反应基团,制备了线型聚氨酯MPA。采用FT-IR、GPC、DSC、DMA、POM和拉伸测试方法对该线型聚氨酯MPA进行了表征。DSC和DMA测试结果表明:MPA聚氨酯在65.0℃~87.0℃发生DA反应,在107.9℃~138.3℃发生r-DA反应,其玻璃化转变温度为-42.6℃;GPC测试表明:该MPA的数均分子量Mn=35512,分子量分布指数PD=1.147;在POM下观察发现:该MPA聚氨酯在90℃下保温3h后,裂纹可以被填补完全,拉伸测试得到MPA的自修复效率为73%。然后我们通过分子链结构设计,以DA基团作为聚氨酯材料的交联点,制备了交联聚氨酯HTK-PU,通过对该交联聚氨酯进行FT-IR、DSC、DMA、POM、拉伸和溶胀性实验测试,结果表明:HTK-PU树脂在57.08℃~87.10℃发生DA反应,在87.1℃~110.0℃发生r-DA反应,并且其玻璃化转变温度为54.86℃;溶胀性实验表明:HTK-PU聚氨酯在70℃的DMF中只溶胀不溶解,而在90℃,HTK-PU聚氨酯能够完全溶解于DMF中。在POM下观察发现:该HTK-PU聚氨酯在95℃下保温12h后,裂纹可以被填补完全,拉伸测试得到HTK-PU聚氨酯的自修复效率可以达到67.56%。但是该交联聚氨酯硬度较高(邵D80),韧性较差。为了提高相应的力学性能,我们对该分子链结构进行了重新的设计,合成了三呋喃基二元醇(TA)和端羟基聚氨酯IDI-TA。IDI-TA与二甲苯双马来酰胺(BMI)反应生成了交联聚氨酯ITB-PU(软段含量为11.5%)。然后采用FT-IR、DSC、DMA和溶胀性实验等分析测试方法研究了该交联聚氨酯ITB-PU的热可逆性,并在POM下观察了ITB-PU聚氨酯的自修复过程。DSC和DMA测试结果表明:ITB-PU聚氨酯在50.33℃时可以发生DA反应,在69.55℃时发生r-DA反应,玻璃化转变温度为-14.7℃;溶胀性实验表明:ITB-PU聚氨酯在50℃、60℃的DMF溶剂中只溶胀不溶解,但是在70℃的DMF溶剂中发生溶解;偏光显微镜观察发现:ITB-PU聚氨酯在80℃保温6小时后裂纹基本消失。自修复12小时后,自修复效率能够达到80.02%。