Nuwe vooruitgang in poliuretaanmateriaal vir ultravinnige herstel

Die ontwikkeling van polimeermateriale met selfgenesende vermoë, sodat beskadigde materiale effektief kan selfgenes en regenereer, is een van die maniere om "wit besoedeling" te verlig. Dit is egter moeilik om kamertemperatuur selfherstel van glasagtige polimere te realiseer as gevolg van die hoë digtheid van molekulêre stapeling en die bevrore netwerk van molekulêre kettingbeweging. Alhoewel deurbrake in die glasagtige selfgenesende polimeermateriaal in onlangse jare gemaak is, maak die lae meganiese eienskappe, komplekse herstelmetodes en lang hersteltyd dit moeilik om prakties toegepas te word. Daarom is die ontwikkeling van hoëprestasie-polimeermateriale wat in staat is om vinnig te herstel in die glasagtige toestand ongetwyfeld 'n groot uitdaging.

Prof. Jinrong Wu se span by die Kollege het onlangs 'n glasagtige hipervertakte poliuretaan (UGPU) gerapporteer wat vinnig by kamertemperatuur herstel kan word. In hierdie werk het die navorsers poliuretaanmateriale met asikliese heteroatomiese kettings en hipervertakte strukture verkry deur met die gekoppelde monomeermetode te reageer. Hierdie unieke molekulêre struktuur kombineer die hoë molekulêre beweeglikheid van hipervertakte polimere met die veelvuldige waterstofbindings van poliuretane om 'n hoëdigtheid waterstofbindingsnetwerk te vorm gebaseer op ureumbindings, uretaanbindings en vertakte terminale hidroksielgroepe.UGPU het 'n treksterkte van tot tot 70 MPa, 'n bergingsmodulus van 2,5 GPa, en 'n glasoorgangstemperatuur wat baie hoër is as die kamertemperatuur (53 ℃), wat UGPU 'n stewige deursigtige glasagtige plastiek maak.

UGPU het uitstekende selfgenesende vermoë, en dit kan glasagtige selfgenesing onder druk realiseer. Terselfdertyd het die navorsers bevind dat uiters klein hoeveelhede water wat op die UGPU-afdeling toegedien is, die hersteltempo aansienlik versnel het. Dit is 'n rekord van alle tye vir selfgenesende materiale. Boonop kan die herstelde monster 'n kruiptoets van 10 MPa weerstaan, wat voldoende is om aan die toepassingsvereistes van vinnige herstel en voortgesette diens na skade aan strukturele komponente te voldoen.