多層次可逆相互作用協(xié)同增強(qiáng)自修復(fù)聚合物材料
發(fā)布時(shí)間:2021-04-11 23:55
隨著高分子科學(xué)的發(fā)展,高分子材料在生產(chǎn)生活中發(fā)揮著越來(lái)越不可替代的作用。然而,高分子材料在加工成型和日常使用過(guò)程中都不可避免的會(huì)遭受損傷,對(duì)生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅,故發(fā)展具有自修復(fù)功能的高分子材料便顯得尤為重要。本征型自修復(fù)材料通過(guò)材料內(nèi)部各種動(dòng)態(tài)可逆相互作用的打開(kāi)和重建實(shí)現(xiàn)損傷的修復(fù),因此,可以實(shí)現(xiàn)同一位置處的多次修復(fù)。然而,本征型自修復(fù)材料的機(jī)械性能通常較差;并且往往需要外來(lái)能量(如熱能)的輸入,來(lái)促進(jìn)聚合物鏈段的運(yùn)動(dòng)及可逆相互作用的打開(kāi)和重建。因此開(kāi)發(fā)具有高強(qiáng)度溫和條件自修復(fù)的高分子材料是十分富有挑戰(zhàn)性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的。本論文針對(duì)此問(wèn)題通過(guò)將多種不同強(qiáng)度的可逆相互作用引入高分子材料中,利用多種動(dòng)態(tài)相互作用間的協(xié)同作用,使得材料不僅擁有了諸多優(yōu)異的機(jī)械性能,如高強(qiáng)度、高韌性、高拉伸性等,還可以在溫和條件下實(shí)現(xiàn)高效的修復(fù)。1、通過(guò)合理的設(shè)計(jì),將動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵和分級(jí)氫鍵同時(shí)引入至聚脲材料中,通過(guò)不同作用力的協(xié)同增強(qiáng)作用,制備出高強(qiáng)度、高韌性的室溫自修復(fù)聚脲材料。其中,異佛爾酮二異氰酸酯脲基(IPU)之間的相對(duì)弱的氫鍵賦予材料具有較高的能量耗散作用和大的拉伸性;4,4’-亞甲基雙(苯基異氰酸酯...
【文章來(lái)源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
b所示,其中化學(xué)位移為8.13ppm是亞胺鍵的特征峰;化學(xué)位移為10.15ppm是醛基的特征峰,說(shuō)明TA-PPG內(nèi)有少量的醛基并沒(méi)有反應(yīng)完全,從反應(yīng)時(shí)間(24h)
第三章氫鍵與硼酸酯鍵協(xié)同增強(qiáng)的自修復(fù)高分子復(fù)合材料55基形成硼酸酯鍵,且硼酸酯鍵在水催化下不再有動(dòng)態(tài)性。經(jīng)過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明了在PIU-BOH/EVA-OH復(fù)合材料內(nèi)部確實(shí)存在動(dòng)態(tài)硼酸酯鍵。Figure3.3DigitalphotosofthemixingprocessofPIU-BOHwithEVAandEVA-OHrespectively.為了證明材料內(nèi)部是否有硼氧六環(huán)存在,對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了紅外測(cè)試(圖3.4),從紅外譜圖可知復(fù)合后的材料除了出現(xiàn)PIU和EVA-OH的特征峰外,還在波數(shù)為1390cm-1出現(xiàn)了硼酸酯鍵的特征峰,在圖3.4b的局部放大譜圖中仍可以觀察到硼氧六環(huán)的特征峰,說(shuō)明復(fù)合材料內(nèi)部還含有少量的硼氧六環(huán)。Figure3.4(a)InfraredspectrumofEVA-OH,PIUandEVA-OH/PIU.(b)Infraredspectrumwithwavenumbersof1800-500cm-1and1000-500cm-1.由此可知材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.5b所示,存在EVA-OH中羥基和羥基之間的氫鍵,PIU-BOH中脲基和脲基間的氫鍵相互作用以及苯硼酸與羥基反應(yīng)得到硼酸酯鍵和少量的硼氧六環(huán)。由于材料內(nèi)部多層級(jí)可逆相互作用力的存在,賦予材料自修復(fù)以及高強(qiáng)度高韌性的優(yōu)異性質(zhì)。
本文編號(hào):3132195
【文章來(lái)源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
b所示,其中化學(xué)位移為8.13ppm是亞胺鍵的特征峰;化學(xué)位移為10.15ppm是醛基的特征峰,說(shuō)明TA-PPG內(nèi)有少量的醛基并沒(méi)有反應(yīng)完全,從反應(yīng)時(shí)間(24h)
第三章氫鍵與硼酸酯鍵協(xié)同增強(qiáng)的自修復(fù)高分子復(fù)合材料55基形成硼酸酯鍵,且硼酸酯鍵在水催化下不再有動(dòng)態(tài)性。經(jīng)過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明了在PIU-BOH/EVA-OH復(fù)合材料內(nèi)部確實(shí)存在動(dòng)態(tài)硼酸酯鍵。Figure3.3DigitalphotosofthemixingprocessofPIU-BOHwithEVAandEVA-OHrespectively.為了證明材料內(nèi)部是否有硼氧六環(huán)存在,對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了紅外測(cè)試(圖3.4),從紅外譜圖可知復(fù)合后的材料除了出現(xiàn)PIU和EVA-OH的特征峰外,還在波數(shù)為1390cm-1出現(xiàn)了硼酸酯鍵的特征峰,在圖3.4b的局部放大譜圖中仍可以觀察到硼氧六環(huán)的特征峰,說(shuō)明復(fù)合材料內(nèi)部還含有少量的硼氧六環(huán)。Figure3.4(a)InfraredspectrumofEVA-OH,PIUandEVA-OH/PIU.(b)Infraredspectrumwithwavenumbersof1800-500cm-1and1000-500cm-1.由此可知材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3.5b所示,存在EVA-OH中羥基和羥基之間的氫鍵,PIU-BOH中脲基和脲基間的氫鍵相互作用以及苯硼酸與羥基反應(yīng)得到硼酸酯鍵和少量的硼氧六環(huán)。由于材料內(nèi)部多層級(jí)可逆相互作用力的存在,賦予材料自修復(fù)以及高強(qiáng)度高韌性的優(yōu)異性質(zhì)。
本文編號(hào):3132195
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