Polüuretaanmaterjalide uued edusammud ülikiireks remondiks

Iseparaneva võimega polümeermaterjalide väljatöötamine, et kahjustatud materjalid saaksid tõhusalt ise paraneda ja taastuda, on üks vahendeid "valge saaste" leevendamiseks. Klaasjas polümeeride toatemperatuuril iseparandust on aga raske teostada molekulaarse virnastamise suure tiheduse ja molekulaarse ahela liikumise külmunud võrgustiku tõttu. Kuigi viimastel aastatel on klaasjas iseparanevates polümeermaterjalides tehtud läbimurdeid, raskendavad madalad mehaanilised omadused, keerukad parandusmeetodid ja pikk remondiaeg selle praktilise rakendamise. Seetõttu on suure jõudlusega polümeermaterjalide väljatöötamine, mis on võimelised klaasjas olekus kiiresti paranema, kahtlemata suur väljakutse.

Hiljuti teatas prof Jinrong Wu kolledži töörühm klaasjas hüperhargnenud polüuretaanist (UGPU), mida saab toatemperatuuril kiiresti parandada. Selles töös said teadlased atsükliliste heteroaatomiliste ahelate ja hüperhargnenud struktuuridega polüuretaanmaterjale, reageerides sidestatud monomeeri meetodiga. See ainulaadne molekulaarstruktuur ühendab hüperhargnenud polümeeride suure molekulaarse liikuvuse polüuretaanide mitme vesiniksidemega, moodustades suure tihedusega vesiniksidemete võrgustiku, mis põhineb karbamiidi sidemetel, uretaansidemetel ja hargnenud terminaalsetel hüdroksüülrühmadel. UGPU tõmbetugevus on kuni kuni 70 MPa, salvestusmoodul 2,5 GPa ja klaasistumistemperatuur, mis on palju kõrgem toatemperatuurist (53 ℃), mis muudab UGPU jäigaks läbipaistvaks klaasjaks plastikuks.

UGPU-l on suurepärane iseparanemisvõime ja see suudab teostada klaasjat iseparanemist surve all. Samal ajal leidsid teadlased, et üliväikesed veekogused UGPU sektsioonile kiirendasid oluliselt parandamise kiirust. See on kõigi aegade rekord iseparanevate materjalide osas. Lisaks peab parandatud näidis taluma 10 MPa roomemistesti, mis on piisav kiire remondi ja jätkuva hoolduse rakendusnõuete täitmiseks pärast konstruktsioonikomponentide kahjustamist.