自修復(fù)聚合物材料,是材料科學(xué)研究的前沿課題,對(duì)于提高材料智能性、延長(zhǎng)材料服役壽命等具有重要的研究意義,在柔性電子、可穿戴器件、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。在傳統(tǒng)聚合物材料中引入超分子作用體系,利用分子間相互作用動(dòng)態(tài)、可逆的特征,實(shí)現(xiàn)聚合物體系損傷后的結(jié)構(gòu)重構(gòu)和性能修復(fù),因而成為了設(shè)計(jì)自修復(fù)聚合物體系的重要方法。然而,超分子相互作用的鍵能較弱,導(dǎo)致聚合物體系的力學(xué)性能較差;同時(shí),超分子作用在自修復(fù)體系的作用機(jī)制也亟待闡明。因此,如何從理論上深入認(rèn)識(shí)超分子體系的修復(fù)機(jī)制,發(fā)展高力學(xué)性能的自修復(fù)聚合物材料,是該研究領(lǐng)域長(zhǎng)期面臨的難題。為此,本論文以聚氨酯材料為本體模型,通過(guò)引入多級(jí)次超分子氫鍵以及共價(jià)鍵交聯(lián)制備了雙交聯(lián)自修復(fù)聚氨酯材料,并對(duì)其修復(fù)性能和力學(xué)性能進(jìn)行了表征;進(jìn)而,應(yīng)用宏觀超分子組裝的研究模型闡釋了其界面修復(fù)機(jī)制,為自修復(fù)超分子聚合物材料的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了支持。主要研究工作如下:1、設(shè)計(jì)并合成了含有2-脲基-4[1H]-嘧啶酮(UPy)和脲基的二醇擴(kuò)鏈劑(U2-diol),并將U2-diol引入聚氨酯體系中,利用UPy基團(tuán)的四重氫鍵、脲基的二重氫鍵以及氨基甲酸酯基的單重氫鍵...

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
符號(hào)說(shuō)明
第一章 緒論
    1.1 自修復(fù)材料
        1.1.1 概述
        1.1.2 外援型自修復(fù)材料
        1.1.3 本征型自修復(fù)材料
            1.1.3.1 基于Diels-Alder反應(yīng)的自修復(fù)材料
            1.1.3.2 基于二硫鍵的自修復(fù)材料
            1.1.3.3 基于氫鍵的自修復(fù)材料
            1.1.3.4 基于金屬配位鍵的自修復(fù)材料
            1.1.3.5 基于主客體相互作用的自修復(fù)材料
            1.1.3.6 基于π-π相互作用的自修復(fù)材料
    1.2 高力學(xué)強(qiáng)度本征型自修復(fù)材料
        1.2.1 概述
        1.2.2 基于相分離結(jié)構(gòu)的高力學(xué)強(qiáng)度自修復(fù)材料構(gòu)筑策略
            1.2.2.1 使用動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵構(gòu)筑高強(qiáng)度的網(wǎng)絡(luò)
            1.2.2.2 提高網(wǎng)絡(luò)中非共價(jià)鍵的強(qiáng)度
            1.2.2.3 構(gòu)筑雙交聯(lián)雜化網(wǎng)絡(luò)
    1.3 本征型自修復(fù)材料的修復(fù)過(guò)程
        1.3.1 概述
        1.3.2 修復(fù)過(guò)程中鍵的重構(gòu)
        1.3.3 修復(fù)過(guò)程中分子鏈的運(yùn)動(dòng)
    1.4 宏觀超分子組裝
    1.5 本論文的研究目的和意義及其研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 研究的目的和意義
        1.5.2 研究的主要內(nèi)容
第二章 多級(jí)次氫鍵擴(kuò)鏈劑(U₂-diol)的制備
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品和實(shí)驗(yàn)儀器
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
            2.2.2.1 異氰酸酯基封端含UPy基團(tuán)的中間體(UPy-NCO)的合成
            2.2.2.2 多級(jí)次氫鍵擴(kuò)鏈劑(U₂-diol)的合成
            2.2.2.3 自修復(fù)聚氨酯的合成
    2.3 測(cè)試及表征方法
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 UPy-NCO的核磁共振氫譜以及紅外光譜分析
        2.4.2 U₂-diol的核磁共振氫譜以及紅外光譜分析
        2.4.3 U₂-diol對(duì)聚氨酯自修復(fù)性能的影響
    2.5 本章小結(jié)
第三章 雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)強(qiáng)韌自修復(fù)聚氨酯的制備
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品和實(shí)驗(yàn)儀器
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
    3.3 測(cè)試及表征方法
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 雙交聯(lián)自修復(fù)聚氨酯結(jié)構(gòu)的表征
            3.4.1.1 雙交聯(lián)自修復(fù)聚氨酯的核磁共振氫譜分析
            3.4.1.2 雙交聯(lián)自修復(fù)聚氨酯的紅外光譜分析
            3.4.1.3 雙交聯(lián)自修復(fù)聚氨酯的動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析
        3.4.2 交聯(lián)結(jié)構(gòu)對(duì)聚氨酯力學(xué)性能的影響
        3.4.3 交聯(lián)結(jié)構(gòu)對(duì)聚氨酯自修復(fù)性能的影響
        3.4.4 可回收性表征
    3.5 本章小結(jié)
第四章 自修復(fù)聚氨酯界面修復(fù)機(jī)制的探究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品和實(shí)驗(yàn)儀器
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
            4.2.2.1 自修復(fù)聚氨酯SP-U₃₀-TMP_1.5的制備
            4.2.2.2 不含U₂-diol的聚氨酯P-TMP_1.5的制備
            4.2.2.3 自修復(fù)聚氨酯SP-U₃₀-TMP_1.5構(gòu)筑基元的制備
            4.2.2.4 表面修飾自修復(fù)聚氨酯鏈的PDMS構(gòu)筑基元的制備
    4.3 測(cè)試及表征方法
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 自修復(fù)聚氨酯SP-U₃₀-TMP_1.5結(jié)構(gòu)的表征
        4.4.2 自修復(fù)聚氨酯SP-U₃₀-TMP_1.5的自修復(fù)性能
        4.4.3 超分子相互作用對(duì)自修復(fù)的影響
        4.4.4 高分子鏈的擴(kuò)散纏結(jié)對(duì)自修復(fù)的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者及導(dǎo)師簡(jiǎn)介
附錄



本文編號(hào)：3946049