高强度室温自修复弹性体的设计及其性能研究
发布时间：2022-02-09 05:13
聚合物在其成型、加工和使用等过程中不可避免地会受到机械损失,赋予材料自修复功能可实现对其内部和表面损伤自发修复,从而能在很大程度上消除材料损伤所带来的隐患,显著提高聚合物材料的安全性、稳定性和服役寿命,实现资源可持续发展。聚合物自修复功能的实现,依赖于分子链段的运动性以及体系内作用力的动态平衡。越来越多自修复材料被相继报道,然而其力学强度还远远达不到使用要求,而强度较大的聚合物材料其链段运动能力又较差,导致自修复条件苛刻。因此高强度与高自修复效率之间的矛盾严重阻碍了自修复材料的发展。本论文针对上述问题,以构筑兼顾高力学强度与室温自修复性能的弹性体材料为目标,通过在聚合物网络中引入多重可逆作用,分别制备了同时兼顾高力学强度和室温自修复性能的热塑性与交联型聚氨酯弹性体,并详细探究了其结构与性能之间的关系,同时阐明了各自的修复机理。对于热塑性聚氨酯,本文通过在体系中引入多强度氢键,芳香族二硫键和配位键三重动态作用制备了一种兼具高强度和高修复效率的自修复聚氨酯-酰胺弹性体,并建立了聚集态结构与自修复性能的联系。变温红外分析（FT-IR）结果表明,该体系中存在较强的氢键作用,有利于材料的自修复;...
【文章来源】：华南理工大学广东省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
金属配位与二硫键平衡所形成的动态组合库
Cu Cl2催化动态二硫交换反应机理研究:a)量子化学研究,单位kcal/mol;b)低分子量二硫化物交换机制
酰腙键是通过肼或取代肼与含羰基化合物缩合(又称为席夫碱反应)而成的一种动态共价键,其实现自修复的通式如图1-7所示。由于动态可逆反应需要水的参与,因此酰腙键往往应用于自修复水凝胶体系。Fu等[47]通过动态可逆的酰腙键将双醛纤维素纳米晶与端酰肼的聚乙二醇交联制备具有自愈合和生物相容性的纤维素纳米复合水凝胶的方法。在没有额外刺激的情况下,制备的水凝胶表现出良好的自愈能力,即使在较高的凝胶浓度下,其愈合效率也高于90%。王新灵课题组[48]通过N-异丙基丙烯酰胺共聚物支链上引入的腙基和天然氧化海藻酸钠上的醛基反应制备了基于动态酰腙键主导的自愈合水凝胶,该水凝胶表现出pH和热的双重响应,且相变温度接近体温,从而实现对药物的可控释放与本体降解。图1-6肟氨酯动态交换示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]三重氢键自组装体系的设计与应用[J]. 裴强,丁爱祥,王家文,徐文豪,徐果. 信阳师范学院学报(自然科学版). 2020(03)
[2]高弹性自修复材料的设计合成[J]. 王洪芹,苏治名,李承辉. 科学通报. 2020(01)
[3]自修复高分子材料的研究进展及应用[J]. 梁淑淇. 中国高新科技. 2019(21)
[4]含双重动态键的可重加工及室温自修复聚氨酯弹性体[J]. 田丽蓉,杨莉,王占华,夏和生. 高分子学报. 2019(05)
[5]本征型自修复弹性体的研究进展[J]. 张志菲,赵树高,杨琨. 高校化学工程学报. 2018(04)
[6]自修复高分子材料研究进展[J]. 沈伟,赵博文,刘佳莉,周兴. 工程塑料应用. 2018(02)
[7]The design,mechanism and biomedical application of self-healing hydrogels[J]. Qiwen Li,Chenlu Liu,Junru Wen,Yongzhi Wu,Yue Shan,Jinfeng Liao. Chinese Chemical Letters. 2017(09)
[8]硫化天然橡胶的本征自修复与固相回收加工[J]. 向洪平,容敏智,章明秋. 高分子学报. 2017(07)
[9]红外光谱法测定聚氨酯预聚体中异氰酸酯基含量[J]. 巫淼鑫,杜郢,杨阳,王刚,姚致远,高山. 涂料工业. 2010(07)
[10]聚氨酯弹性体结构与动态力学性能研究[J]. 朱金华,姚树人. 高分子材料科学与工程. 2000(05)
博士论文
[1]聚氨酯的微相分离结构调控、性能和应用[D]. 陶灿.安徽大学 2018
[2]悬挂链聚氨酯及其复合体系的阻尼与分子松弛行为[D]. 余雯雯.浙江大学 2013
硕士论文
[1]基于多重可逆作用自修复弹性体的制备及其性能研究[D]. 程波.华南理工大学 2019
[2]金属配位键交联的自修复弹性体的设计、制备及性能研究[D]. 伊海萍.北京化工大学 2018
[3]基于金属配位键和氢键双重交联的自修复弹性体[D]. 王丽.南京大学 2018
[4]热可逆自修复弹性体的制备、结构与性能研究[D]. 王巍巍.华南理工大学 2015
本文编号：3616430
【文章来源】：华南理工大学广东省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
金属配位与二硫键平衡所形成的动态组合库
Cu Cl2催化动态二硫交换反应机理研究:a)量子化学研究,单位kcal/mol;b)低分子量二硫化物交换机制
酰腙键是通过肼或取代肼与含羰基化合物缩合(又称为席夫碱反应)而成的一种动态共价键,其实现自修复的通式如图1-7所示。由于动态可逆反应需要水的参与,因此酰腙键往往应用于自修复水凝胶体系。Fu等[47]通过动态可逆的酰腙键将双醛纤维素纳米晶与端酰肼的聚乙二醇交联制备具有自愈合和生物相容性的纤维素纳米复合水凝胶的方法。在没有额外刺激的情况下,制备的水凝胶表现出良好的自愈能力,即使在较高的凝胶浓度下,其愈合效率也高于90%。王新灵课题组[48]通过N-异丙基丙烯酰胺共聚物支链上引入的腙基和天然氧化海藻酸钠上的醛基反应制备了基于动态酰腙键主导的自愈合水凝胶,该水凝胶表现出pH和热的双重响应,且相变温度接近体温,从而实现对药物的可控释放与本体降解。图1-6肟氨酯动态交换示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]三重氢键自组装体系的设计与应用[J]. 裴强,丁爱祥,王家文,徐文豪,徐果. 信阳师范学院学报(自然科学版). 2020(03)
[2]高弹性自修复材料的设计合成[J]. 王洪芹,苏治名,李承辉. 科学通报. 2020(01)
[3]自修复高分子材料的研究进展及应用[J]. 梁淑淇. 中国高新科技. 2019(21)
[4]含双重动态键的可重加工及室温自修复聚氨酯弹性体[J]. 田丽蓉,杨莉,王占华,夏和生. 高分子学报. 2019(05)
[5]本征型自修复弹性体的研究进展[J]. 张志菲,赵树高,杨琨. 高校化学工程学报. 2018(04)
[6]自修复高分子材料研究进展[J]. 沈伟,赵博文,刘佳莉,周兴. 工程塑料应用. 2018(02)
[7]The design,mechanism and biomedical application of self-healing hydrogels[J]. Qiwen Li,Chenlu Liu,Junru Wen,Yongzhi Wu,Yue Shan,Jinfeng Liao. Chinese Chemical Letters. 2017(09)
[8]硫化天然橡胶的本征自修复与固相回收加工[J]. 向洪平,容敏智,章明秋. 高分子学报. 2017(07)
[9]红外光谱法测定聚氨酯预聚体中异氰酸酯基含量[J]. 巫淼鑫,杜郢,杨阳,王刚,姚致远,高山. 涂料工业. 2010(07)
[10]聚氨酯弹性体结构与动态力学性能研究[J]. 朱金华,姚树人. 高分子材料科学与工程. 2000(05)
博士论文
[1]聚氨酯的微相分离结构调控、性能和应用[D]. 陶灿.安徽大学 2018
[2]悬挂链聚氨酯及其复合体系的阻尼与分子松弛行为[D]. 余雯雯.浙江大学 2013
硕士论文
[1]基于多重可逆作用自修复弹性体的制备及其性能研究[D]. 程波.华南理工大学 2019
[2]金属配位键交联的自修复弹性体的设计、制备及性能研究[D]. 伊海萍.北京化工大学 2018
[3]基于金属配位键和氢键双重交联的自修复弹性体[D]. 王丽.南京大学 2018
[4]热可逆自修复弹性体的制备、结构与性能研究[D]. 王巍巍.华南理工大学 2015
本文编号：3616430
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