Нова достигнућа у полиуретанским материјалима за ултра-брзу поправку

Развој полимерних материјала са способношћу самоизлечења, како би оштећени материјали могли ефикасно да се самозалече и регенеришу, једно је од средстава за ублажавање „белог загађења”. Међутим, тешко је реализовати самопоправку стакластих полимера на собној температури због велике густине молекуларног слагања и замрзнуте мреже кретања молекуларног ланца. Иако су последњих година направљени продори у стакластим самозалеђујућим полимерним материјалима, ниске механичке особине, сложене методе поправке и дуго време поправке отежавају практичну примену. Стога је развој полимерних материјала високих перформанси способних за брзу поправку у стакластом стању несумњиво велики изазов.

Недавно је тим проф. Јинронг Вуа на колеџу пријавио стакласти хиперразгранати полиуретан (УГПУ) који се може брзо поправити на собној температури. У овом раду истраживачи су добили полиуретанске материјале са ацикличним хетероатомским ланцима и хиперразгранатим структурама реакцијом са методом спрегнутог мономера. Ова јединствена молекуларна структура комбинује високу молекуларну покретљивост хиперразгранатих полимера са вишеструким водоничним везама полиуретана како би формирала мрежу водоничних веза високе густине засновану на уреа везама, уретанским везама и разгранатим терминалним хидроксилним групама. УГПУ има затезну чврстоћу до 70 МПа, модул складиштења од 2,5 ГПа, и температура преласка стакла која је много виша од собне температуре (53 ℃), што чини УГПУ крутом провидном стакленом пластиком.

УГПУ има одличну способност самоизлечења и може да оствари стакласто самоизлечење под притиском. У исто време, истраживачи су открили да изузетно мале количине воде примењене на део УГПУ значајно убрзавају брзину поправке. То је рекорд свих времена за материјале који се самоизлечују. Штавише, поправљени узорак може издржати тест пузања од 10 МПа, што је довољно да испуни захтеве примене брзе поправке и континуираног сервиса након оштећења структурних компоненти.