自愈合聚合物有望廣泛應(yīng)用于柔性電子器件、生物醫(yī)用材料、表面防護(hù)、航空航天等領(lǐng)域,目前備受研究者們的關(guān)注。聚氨酯因其特殊的微相分離結(jié)構(gòu)廣泛用于自愈合研究,但聚氨酯材料的愈合溫度與力學(xué)性能間存在一定的矛盾,為解決上述問題,可以尋找一種新的動態(tài)鍵來實現(xiàn)自愈合溫度與材料力學(xué)性能間的平衡�？s酮可以在無催化劑條件下實現(xiàn)動態(tài)交換,但目前未見將縮酮引入聚氨酯中實現(xiàn)自愈合的文獻(xiàn)報道,縮酮型聚氨酯的制備與自愈合行為有待探究。通過紅外光譜、核磁共振譜和氣相色譜,研究無酸催化下的縮酮交換—丙酮縮甘油與乙二醇交換反應(yīng)。研究表明,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),隨著溫度的升高,轉(zhuǎn)化率升高,在95oC、無催化劑下,乙二醇與丙酮縮甘油的物質(zhì)量之比為5:1時,192min反應(yīng)達(dá)到平衡,交換反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為81%。采用聚四氫呋喃醚二醇(PTMG)、4,4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、縮水甘油(DHG)和2,5-己二酮(DK)等原料,通過二步法制備了具有一定力學(xué)強(qiáng)度的不同硬段含量的縮酮型聚氨酯(PU-Kx),研究了愈合溫度和愈合時間對愈合效率的影響。隨著愈合溫度的增加和時間的延長,PU-Kx的愈合效率增加,當(dāng)愈合溫度為95oC時,愈合5h,PU-K1的愈合效率可達(dá)到74%,其愈合溫度低于聚氨酯自愈合中常用動態(tài)共價鍵的愈合溫度120oC。通過PTMG、MDI和1,4-丁二醇(BDO)制備不含縮酮結(jié)構(gòu)的聚氨酯作對比樣,研究了縮酮結(jié)構(gòu)在愈合中所起的作用。為了進(jìn)一步的提高縮酮型聚氨酯的愈合效率,將富含羥基的聚乙烯醇與PU-K3共混,以便縮酮與間二羥基發(fā)生交換反應(yīng),制備具有一定力學(xué)強(qiáng)度的共混材料PU-VAx。研究發(fā)現(xiàn),在相同愈合條件下,共混材料PU-VAx比縮酮型聚氨酯PU-K3具有更高的愈合效率。95oC下,PU-VA3愈合5小時的愈合效率達(dá)到78%,遠(yuǎn)高于相同愈合條件下PU-K3的愈合效率28%。動態(tài)縮酮交換反應(yīng)可用于聚氨酯材料的自愈合,能降低聚氨酯的愈合溫度,同時也擴(kuò)充了聚氨酯動態(tài)共價鍵體系。
【學(xué)位單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ334.1
【部分圖文】：

武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文第 1 章 文獻(xiàn)綜述自愈合能夠修復(fù)材料的損傷，延長材料的柔性電子器件[1]、生物醫(yī)用材料[2]、表面的廣泛關(guān)注[4-6]。聚合物自愈合時，其損傷的柔性[7]。聚氨酯材料是由聚合物多元醇合而成的硬軟嵌段聚合物，因硬軟段熱力學(xué)軟段提供柔性，硬段賦予強(qiáng)度，這種特殊常用于自愈合研究。

圖 2.1 丙酮和甘油縮合產(chǎn)物的 FIIR 譜FTIR spectrum of product from condensation of acetone an對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，對產(chǎn)物進(jìn)行 NMR 表征，對應(yīng)羥基氫質(zhì)子的化學(xué)位移，4.01 ppm 歸屬為五元環(huán)61ppm 處則為五元環(huán)上亞甲基 H 質(zhì)子的化學(xué)位移；相連的亞甲基 H 質(zhì)子的化學(xué)位移；1.25ppm 歸為甲

圖 2.1 丙酮和甘油縮合產(chǎn)物的 FIIR 譜ig. 2.1 FTIR spectrum of product from condensation of acetone and glyc進(jìn)一步對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，對產(chǎn)物進(jìn)行 NMR 表征，如下pm 處對應(yīng)羥基氫質(zhì)子的化學(xué)位移，4.01 ppm 歸屬為五元環(huán)上次 和 3.61ppm 處則為五元環(huán)上亞甲基 H 質(zhì)子的化學(xué)位移；3.4 和與羥基相連的亞甲基 H 質(zhì)子的化學(xué)位移；1.25ppm 歸為甲基中。

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