Jauni sasniegumi poliuretāna materiālu jomā īpaši ātram remontam

Polimēru materiālu izstrāde ar pašatjaunošanās spēju, lai bojātie materiāli varētu efektīvi pašatdzist un atjaunoties, ir viens no līdzekļiem, kā mazināt "balto piesārņojumu". Tomēr ir grūti realizēt stiklveida polimēru pašremontu istabas temperatūrā, jo ir augsts molekulu sakraušanas blīvums un molekulārās ķēdes kustības iesaldēts tīkls. Lai gan pēdējos gados ir gūti sasniegumi stiklveida pašdziedinošajos polimērmateriālos, zemās mehāniskās īpašības, sarežģītās remonta metodes un ilgs remonta laiks apgrūtina to praktisko pielietojumu. Tāpēc augstas veiktspējas polimēru materiālu izstrāde, kas spēj ātri salabot stiklveida stāvoklī, neapšaubāmi ir liels izaicinājums.

Nesen profesora Jinrong Wu komanda koledžā ziņoja par stiklveida hiperzaru poliuretānu (UGPU), ko var ātri salabot istabas temperatūrā. Šajā darbā pētnieki ieguva poliuretāna materiālus ar acikliskām heteroatomiskām ķēdēm un hipersazarotām struktūrām, reaģējot ar saistītā monomēra metodi. Šī unikālā molekulārā struktūra apvieno hiperzaru polimēru augsto molekulāro kustīgumu ar vairākām poliuretānu ūdeņraža saitēm, veidojot augsta blīvuma ūdeņraža saišu tīklu, kura pamatā ir urīnvielas saites, uretāna saites un sazarotas gala hidroksilgrupas. UGPU stiepes izturība ir līdz pat 70 MPa, uzglabāšanas modulis 2,5 GPa un stiklošanās temperatūra, kas ir daudz augstāka par istabas temperatūru (53 ℃), kas padara UGPU par stingru caurspīdīgu stiklveida plastmasu.

UGPU ir lieliskas pašatveseļošanās spējas, un tas var realizēt stiklveida pašatveseļošanos zem spiediena. Tajā pašā laikā pētnieki atklāja, ka ārkārtīgi mazs ūdens daudzums, kas tika uzklāts uz UGPU sekciju, ievērojami paātrināja remonta ātrumu. Tas ir visu laiku pašdziedinošo materiālu rekords. Turklāt salabotais paraugs var izturēt 10 MPa šļūdes testu, kas ir pietiekami, lai izpildītu ātrā remonta un nepārtrauktas apkopes prasības pēc konstrukcijas komponentu bojājumiem.