Kemajuan Baharu dalam Bahan Poliuretana untuk Pembaikan Sangat Pantas

Pembangunan bahan polimer dengan keupayaan penyembuhan diri, supaya bahan yang rosak dapat menyembuhkan dan menjana semula dengan berkesan, adalah salah satu cara untuk mengurangkan "pencemaran putih". Walau bagaimanapun, adalah sukar untuk merealisasikan pembaikan sendiri pada suhu bilik polimer kaca kerana ketumpatan tinggi susunan molekul dan rangkaian beku pergerakan rantai molekul. Walaupun penemuan telah dibuat dalam bahan polimer penyembuhan diri berkaca pada tahun-tahun kebelakangan ini, sifat mekanikal yang rendah, kaedah pembaikan yang kompleks dan masa pembaikan yang panjang menjadikannya sukar untuk diaplikasikan secara praktikal. Oleh itu, pembangunan bahan polimer berprestasi tinggi yang mampu pembaikan pantas dalam keadaan berkaca sudah pasti merupakan cabaran besar.

Baru-baru ini, pasukan Prof. Jinrong Wu di Kolej melaporkan poliuretana bercabang berkaca (UGPU) berkaca yang boleh dibaiki dengan cepat pada suhu bilik. Dalam kerja ini, penyelidik memperoleh bahan poliuretana dengan rantai heteroatomik asiklik dan struktur bercabang hiper dengan bertindak balas dengan kaedah monomer berganding. Struktur molekul unik ini menggabungkan motilitas molekul tinggi polimer bercabang hiper dengan ikatan hidrogen berbilang poliuretana untuk membentuk rangkaian ikatan hidrogen berketumpatan tinggi berdasarkan ikatan urea, ikatan uretana dan kumpulan hidroksil terminal bercabang.UGPU mempunyai kekuatan tegangan sehingga 70 MPa, modulus storan 2.5 GPa, dan suhu peralihan kaca yang jauh lebih tinggi daripada suhu bilik (53 ℃), yang menjadikan UGPU plastik berkaca lutsinar yang tegar.

UGPU mempunyai keupayaan penyembuhan diri yang sangat baik, dan ia boleh merealisasikan penyembuhan diri berkaca di bawah tekanan. Pada masa yang sama, para penyelidik mendapati bahawa jumlah air yang sangat kecil digunakan pada bahagian UGPU dengan ketara mempercepatkan kadar pembaikan. Ia adalah rekod sepanjang masa untuk bahan penyembuhan diri. Selain itu, sampel yang dibaiki boleh menahan ujian rayapan sebanyak 10 MPa, yang mencukupi untuk memenuhi keperluan aplikasi pembaikan pantas dan perkhidmatan berterusan selepas kerosakan pada komponen struktur.