我要登录会员 忘记密码? 免费注册 联系我们
手机客户端APP 微信公众号 抖音:622279181
 首页 好订单 找原料设备 人才招聘 PU资讯 PU聚义堂 技术服务 PU博客 PU空间 聚友会 培训班 一对一培训
当前位置:首页 > PU资讯 > 详情
四川大学吴锦荣教授团队在超快修复的聚氨酯材料上取得新进展
来源:四川大学高分子科学与工程学院   发布时间:2024-06-21   浏览:6382
加微信号:pujyt528 邀您进【微信群、领电子书】

开发具有自我修复能力的高分子材料,使受损的材料能够有效地自我自修复和再生利用,是缓解“白色污染”的手段之一。然而,玻璃态高分子的分子堆砌密度大和分子链运动被冻结网络,很难实现常温自修复。尽管,近年玻璃态自修复的高分子材料已经取得了突破性进展,但较低的力学性能、复杂的修复方法和冗长的修复时间使其难以得到实际应用。因此,开发能够在玻璃态下快速修复的高性能高分子材料无疑是一项重大挑战。

近日,学院吴锦荣教授团队报道了一种室温下能快速修复的玻璃态超支化聚氨酯(UGPU)。在这项工作中,研究人员通过偶联单体法反应得到了具有无环杂原子链和超支化结构的聚氨酯材料(图1)。这种独特的分子结构将超支化聚合物的高分子运动性与聚氨酯的多重氢键相结合,构成了基于脲键、氨基甲酸酯键和支化末端羟基的高密度氢键网络。UGPU的拉伸强度高达70 MPa,储能模量2.5 GPa,玻璃化转变温度远高于室温(53 ℃),因此,UGPU是一种刚性的透明玻璃态塑料。

图1 刚性透明玻璃态塑料(UGPU)的合成路径

UGPU具有优异自修复能力,其在受压下可以实现玻璃态自修复。同时,研究人员发现,极其微量的水分(16 μg/mm2)作用于UGPU的断面,即可以显著加速修复速度(图2),使UGPU在一分钟内恢复26.4 MPa的抗拉强度和超过80%的杨氏模量,这创下了自修复材料的历史记录。而且修复后的样品可抵抗10 MPa的蠕变测试,足以满足结构件受损后快速修复并继续服役的应用需求。

图2 UGPU的室温超快速修复性能

为了揭示UGPU的快速修复的机理,研究人员通过宽频介电松弛谱、X射线光电子能谱、二维红外光谱、时间相关红外光谱和显微红外光谱等一系列手段,解析UGPU超快速修复的内在机制(图3),该机制主要体现在:

1.超支化UGPU的支化链端、末端链段和其氢键基团,即使在冻结的玻璃态网络中依然具有很高的运动性。

2.在UGPU的破损断面上,动态氢键网络被破坏,暴露出了大量非络合态的亲水氢键基团。

3.微量水分子快速在UGPU的亲水断面上形成了活化层,通过“水桥”促进了两个断面间氢键网络的快速重组,并以结合水的形态保留在网络中。

图3 UGPU的自修复机制研究

该工作以“Ultra-Fast-Healing Glassy Hyperbranched Plastics Capable of Restoring 26.4 MPa Tensile Strength within One Minute at Room Temperature”为题发表在《Angew. Chem.》期刊上。文章第一作者为四川大学硕士研究生李维航(现复旦大学博士生),吴锦荣教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委的大力资助。


推荐资讯
 
企业专访 更多>>
顺势而为 方能有所作为-访山东鼎信新材料科
【低气味、低VOC】催化剂详询:13356282777山东鼎信新材料生产...
聚力创变,耀领新程
    温州瑞安,地处浙江东南沿海,有着“中...
技术人生 更多>>
恢复高考后第一届大学生,凭借对聚氨酯的热
如果您的技术人生故事愿意与我们分享,欢迎与我们联系,陈娟:15...
唐建功:纸上得来终觉浅,觉知此事要躬行!
如果您的技术人生故事愿意与我们分享,欢迎与我们联系,陈娟:15...
热点榜
1 名单公布!230人已报名!第十届中国(济南)
2 公开征求《关于禁止生产以1,1-二氯-1-氟乙烷
3 开启新征程丨鹤山市冠亚海棉新厂房项目开工
4 舒福德智能床登陆韩国,开拓亚洲智能睡眠产
5 研究人员通过添加相变材料(PCM)改善聚
6 生态环境部:2026年7月1日起,聚氨酯泡沫行
7 【酒店地址、住宿、交通、会议议程】-第十届
8 喜临门2025中国家具床垫十大品牌 领跑行业树
9 全民升舱·智家共享——居然智家&敏华控
10 智英技术!浙石化40万吨/年POE装置工程设
关于我们 ┋ 网站动态 ┋ 广告合作 ┋ 手机客户端 ┋ 微信公众号 ┋ 付款方式 ┋ 联系我们 ┋ 网站导航 ┋ 帮助中心 ┋ Top

扫码关注聚义堂微信号
或微信搜索:pujyt123
客服电话:0515-85457789  咨询QQ:1295106253  客服微信号:pu138com
邮箱:1295106253@qq.com
公司名称:盐城市拓创聚氨酯科技有限公司    公司地址:江苏省盐城市东台三灶大街19号
Copyright© 2005-2023 huarenpu.com All Rights Reserved 
苏ICP备14051972号  增值电信业务经营许可证:苏B2-20180163  苏公网安备32098102321078号
  

扫码安装安卓和苹果
手机客户端APP