Novaj Progresoj en Poliuretanaj Materialoj por Ultra-Rapida Riparo

Disvolviĝo de polimeraj materialoj kun memsaniga kapablo, por ke damaĝitaj materialoj efike sin resanigu kaj regeneru, estas unu el la rimedoj por mildigi "blankan poluadon". Tamen, estas malfacile realigi ĉambran temperaturon mem-riparon de vitrecaj polimeroj pro la alta denseco de molekula stakiĝo kaj la frosta reto de molekula ĉena movado. Kvankam progresoj estis faritaj en la vitrecaj mem-resanigaj polimeraj materialoj en la lastaj jaroj, la malaltaj mekanikaj propraĵoj, kompleksaj riparmetodoj kaj longa ripartempo malfaciligas esti praktike aplikata. Tial, la disvolviĝo de alt-efikecaj polimeraj materialoj kapablaj je rapida riparo en la vitreca stato estas sendube grava defio.

Lastatempe, la teamo de Prof. Jinrong Wu ĉe la Kolegio raportis vitrecan hiperbranĉan poliuretano (UGPU), kiu povas esti riparita rapide ĉe ĉambra temperaturo. En ĉi tiu laboro, la esploristoj akiris poliuretanajn materialojn kun aciklaj heteroatomaj ĉenoj kaj hiperbranĉaj strukturoj per reagado kun la kunligita monomera metodo. Ĉi tiu unika molekula strukturo kombinas la altan molekulan moveblecon de hiperbranĉaj polimeroj kun la multoblaj hidrogenaj ligoj de poliuretanoj por formi altdensecan hidrogenan ligan reton bazitan sur ureaj ligoj, uretanaj ligoj kaj branĉitaj finaj hidroksilaj grupoj. UGPU havas tirforton de ĝis. 70 MPa, stoka modulo de 2.5 GPa, kaj vitra transira temperaturo multe pli alta ol la ĉambra temperaturo (53 ℃), kio faras UGPU rigida travidebla vitreca plasto.

UGPU havas bonegan mem-resanigon, kaj ĝi povas realigi vitrecan mem-resanigon sub premo. Samtempe, la esploristoj trovis, ke ekstreme malgrandaj kvantoj da akvo aplikita al la UGPU-sekcio signife akcelis la riparrapidecon. Ĝi estas ĉiama rekordo por memresanigaj materialoj. Plie, la riparita specimeno povas rezisti ŝtelteston de 10 MPa, kio sufiĉas por plenumi la aplikajn postulojn de rapida riparo kaj daŭra servo post damaĝo al strukturaj komponantoj.