Новыя дасягненні ў паліурэтанавых матэрыялах для звышхуткага рамонту

Распрацоўка палімерных матэрыялаў са здольнасцю да самааднаўлення, каб пашкоджаныя матэрыялы маглі эфектыўна самааднаўляцца і аднаўляцца, з'яўляецца адным са сродкаў памяншэння «белага забруджвання». Аднак цяжка рэалізаваць самааднаўленне шклопадобных палімераў пры пакаёвай тэмпературы з-за высокай шчыльнасці малекулярнай кладкі і замарожанай сеткі руху малекулярных ланцугоў. Нягледзячы на ​​тое, што ў апошнія гады былі зроблены прарывы ​​ў галіне шкляных самааднаўляльных палімерных матэрыялаў, нізкія механічныя ўласцівасці, складаныя метады рамонту і працяглы час рамонту ўскладняюць практычнае прымяненне. Такім чынам, распрацоўка высокаэфектыўных палімерных матэрыялаў, здольных хутка аднаўляцца ў шкляным стане, несумненна, з'яўляецца сур'ёзнай праблемай.

Нядаўна каманда прафесара Jinrong Wu з каледжа паведаміла пра шкляны гіперразгалінаваны паліурэтана (UGPU), які можна хутка аднавіць пры пакаёвай тэмпературы. У гэтай працы даследчыкі атрымалі поліурэтанавыя матэрыялы з ацыклічнымі гетэраатамнымі ланцужкамі і гіперразгалінаванымі структурамі шляхам рэакцыі метадам спалучанага манамера. Гэтая ўнікальная малекулярная структура спалучае высокую малекулярную рухомасць гіперразгалінаваных палімераў з множнымі вадароднымі сувязямі паліурэтанаў, утвараючы сетку вадародных сувязей высокай шчыльнасці, заснаваную на сувязях мачавіны, урэтанавых сувязях і разгалінаваных канцавых гідраксільных групах. UGPU мае трываласць на разрыў да 70 МПа, модуль захавання 2,5 ГПа і тэмпература шклавання, якая значна вышэйшая за пакаёвую тэмпературу (53 ℃), што робіць UGPU цвёрдым празрыстым шклопадобным пластыкам.

UGPU мае выдатную здольнасць да самааднаўлення, і ён можа рэалізаваць шкляны самааднаўленне пад ціскам. У той жа час даследчыкі выявілі, што вельмі малая колькасць вады, нанесеная на секцыю UGPU, значна паскарае хуткасць рамонту. Гэта гістарычны рэкорд для самааднаўленчых матэрыялаў. Больш за тое, адрамантаваны ўзор можа вытрымаць выпрабаванне на паўзучасць 10 МПа, што дастаткова для задавальнення патрабаванняў хуткага рамонту і працяглай службы пасля пашкоджання структурных кампанентаў.