Mga Bagong Advance sa Polyurethane Materials para sa Napakabilis na Pag-aayos

Ang pagbuo ng mga polymer na materyales na may kakayahan sa pagpapagaling sa sarili, upang ang mga nasirang materyales ay epektibong makapagpapagaling at makapagbagong-buhay, ay isa sa mga paraan upang maibsan ang "puting polusyon". Gayunpaman, mahirap mapagtanto ang pag-aayos ng sarili sa temperatura ng silid ng mga malasalamin na polimer dahil sa mataas na density ng molecular stacking at ang frozen na network ng paggalaw ng molecular chain. Kahit na ang mga tagumpay ay ginawa sa malasalamin na self-healing polymer na mga materyales sa mga nakaraang taon, ang mababang mekanikal na katangian, kumplikadong mga paraan ng pagkumpuni at mahabang oras ng pagkumpuni ay nagpapahirap sa praktikal na paggamit. Samakatuwid, ang pagbuo ng mga high-performance polymer na materyales na may kakayahang mabilis na pagkumpuni sa malasalamin na estado ay walang alinlangan na isang malaking hamon.

Kamakailan, ang koponan ni Prof. Jinrong Wu sa Kolehiyo ay nag-ulat ng isang glassy hyperbranched polyurethane (UGPU) na maaaring maayos nang mabilis sa temperatura ng silid. Sa gawaing ito, ang mga mananaliksik ay nakakuha ng mga polyurethane na materyales na may acyclic heteroatomic chain at hyperbranched na mga istruktura sa pamamagitan ng pagtugon sa pinagsamang monomer na pamamaraan. Pinagsasama ng natatanging molecular structure na ito ang mataas na molecular motility ng hyperbranched polymers na may maraming hydrogen bond ng polyurethanes upang bumuo ng high-density hydrogen bonding network batay sa urea bonds, urethane bond, at branched terminal hydroxyl groups. Ang UGPU ay may tensile strength na hanggang sa 70 MPa, isang storage modulus na 2.5 GPa, at isang glass transition temperature na mas mataas kaysa sa room temperature (53 ℃), na ginagawang isang matibay na transparent glassy plastic ang UGPU.

Ang UGPU ay may mahusay na kakayahan sa pagpapagaling sa sarili, at maaari nitong mapagtanto ang malasalamin na pagpapagaling sa sarili sa ilalim ng presyon. Kasabay nito, natuklasan ng mga mananaliksik na ang napakaliit na halaga ng tubig na inilapat sa seksyon ng UGPU ay makabuluhang pinabilis ang rate ng pagkumpuni. Ito ay isang all-time record para sa self-healing materials. Bukod dito, ang naayos na sample ay maaaring labanan ang isang creep test na 10 MPa, na sapat upang matugunan ang mga kinakailangan ng aplikasyon ng mabilis na pagkumpuni at patuloy na serbisyo pagkatapos ng pinsala sa mga bahagi ng istruktura.