Nauji poliuretano medžiagų pažanga itin greitam taisymui

Polimerinių medžiagų, pasižyminčių savaiminio gijimo gebėjimu, kūrimas, kad pažeistos medžiagos galėtų veiksmingai savaime išgyti ir atsinaujinti, yra viena iš priemonių „baltosios taršos“ mažinimui. Tačiau sunku realizuoti stiklinių polimerų savaiminį remontą kambario temperatūroje dėl didelio molekulinio krūvio tankio ir užšaldyto molekulinės grandinės judėjimo tinklo. Nors pastaraisiais metais stiklinių savaiminio gijimo polimerinių medžiagų srityje buvo padaryta laimėjimų, dėl žemų mechaninių savybių, sudėtingų remonto metodų ir ilgo remonto laiko sunku jas praktiškai pritaikyti. Todėl neabejotinai didelis iššūkis yra sukurti aukštos kokybės polimerines medžiagas, galinčias greitai pataisyti stiklinėje būsenoje.

Neseniai profesoriaus Jinrong Wu komanda kolegijoje pranešė apie stiklinį hiperšakotąjį poliuretaną (UGPU), kurį galima greitai pataisyti kambario temperatūroje. Šiame darbe mokslininkai gavo poliuretano medžiagas su aciklinėmis heteroatominėmis grandinėmis ir hiperšakotomis struktūromis, reaguodami su susieto monomero metodu. Ši unikali molekulinė struktūra sujungia didelį molekulinį hiperšakotųjų polimerų judrumą su daugybe poliuretanų vandenilinių ryšių, kad sudarytų didelio tankio vandenilio jungčių tinklą, pagrįstą karbamido ryšiais, uretano ryšiais ir šakotomis galinėmis hidroksilo grupėmis. UGPU atsparumas tempimui yra iki iki 70 MPa, saugojimo modulis 2,5 GPa ir stiklėjimo temperatūra, kuri yra daug aukštesnė nei kambario temperatūra (53 ℃), todėl UGPU yra standus skaidrus stiklinis plastikas.

UGPU pasižymi puikiomis savigydos savybėmis ir gali realizuoti stiklinį savaiminį gijimą esant spaudimui. Tuo pačiu metu mokslininkai nustatė, kad itin nedideli vandens kiekiai, patekę į UGPU sekciją, žymiai pagreitino taisymo greitį. Tai visų laikų savaiminio gydymo medžiagų rekordas. Be to, suremontuotas pavyzdys gali atlaikyti 10 MPa valkšnumo bandymą, kuris yra pakankamas, kad atitiktų greito remonto ir nuolatinio aptarnavimo reikalavimus po konstrukcinių komponentų pažeidimo.