多重动态键交联协同提升聚氨酯力学与自修复性能的研究
发布时间：2023-03-31 22:26
自修复高分子材料在应对物理损伤时可自主恢复其功能,能够大幅提升材料功能的稳定性、可靠性,并延长使用寿命。要在适应复杂形变的同时保持其功能的稳健可靠和高效的恢复能力,材料应具备高拉伸强度、高韧性、高延伸率和高修复率,即“一体四高”的优异综合性能。然而上述四项性能的同步提升是巨大的挑战,因为材料的力学性能和修复效率对链段运动的依赖关系具有竞争性。故从分子结构设计的角度出发来平衡两者对链段运动的竞争性依赖关系,才能从根本上实现力学性能和自修复能力的同步提升。基于以上观点,本论文合成了三种聚氨酯弹性体,采用双硫键的交换反应提供基础修复能力,再利用配位键的非共价键作用构筑高分子链间的动态交联点来实现力学性能和修复效率的协同提升。具体内容如下:(1)基于双硫键的交换反应制备高自效修复聚氨酯弹性体以聚氧化丙烯二醇(PPG)和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为起始原料,以胱胺(Cy)为扩链剂合成PUU-Cy系列聚氨酯弹性体。借助循环拉伸测试分析了氢键在提升力学性能和自修复性能中的作用。研究表明,双硫键的引入明显增强了聚氨酯弹性体的自修复能力,合成的弹性体修复效率达到66.10±0.83%,而未...
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 本征型自修复体系的研究进展
1.2.1 基于动态非共价作用的自修复体系
1.2.2 基于动态可逆共价键的自修复体系
1.3 热塑性聚氨酯弹性体的结构和性能研究
1.3.1 热塑性聚氨酯弹性体的结构形态研究
1.3.2 热塑性聚氨酯弹性体的结构-性能研究
1.4 本课题的主要研究意义及研究内容
1.4.1 本论文的研究目的和意义
1.4.2 本论文的研究内容
第二章 基于胱胺扩链剂高修复效率TPU弹性体的合成及性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 实验仪器
2.2.3 PUU-Cy聚氨酯弹性体的合成
2.3 PUU-Cy聚氨酯弹性体的表征和性能测试
2.3.1 核磁共振氢谱(1H-NMR)表征
2.3.2 傅里叶红外光谱(FT-IR)表征
2.3.3 差示扫描量热(DSC)测试
2.3.4 力学性能测试
2.3.5 自修复性能测试
2.4 结果与讨论
2.4.1 傅里叶红外光谱分析
2.4.2 核磁共振氢谱的分析与计算
2.4.3 差示扫描量热分析
2.4.4 循环拉伸分析
2.4.5 力学性能分析
2.4.6 自修复性能分析
2.5 本章小节
第三章 基于2,6-二氨基吡啶扩链剂构筑高强韧TPU弹性体的合成及研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 实验仪器
3.2.3 PUU-Py聚氨酯弹性体的合成
3.3 PUU-Py聚氨酯弹性体的表征和性能测试
3.3.1 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)测试
3.3.2 力学性能测试
3.3.3 应力松弛测试
3.3.4 紫外可见光光谱(UV-vis)测试
3.4 结果与讨论
3.4.1 力学性能分析
3.4.2 傅里叶红外光谱(FT-IR)分析
3.4.3 紫外可见光光谱(UV-vis)分析
3.4.4 循环拉伸测试分析
3.4.5 应力松弛测试分析
3.4.6 增韧机理
3.5 本章小节
第四章 基于双扩链剂高韧性高效自修复TPU弹性体的合成及研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 实验仪器
4.2.3 PUU-Py-Cy聚氨酯弹性体的合成
4.3 PUU-Py-Cy聚氨酯弹性体的表征和性能测试
4.3.1 傅里叶红外光谱(FT-IR)表征
4.3.2 力学性能测试
4.3.3 自修复性能测试
4.3.4 应力松弛测试
4.3.5 X射线小角衍射(SAXS)测试
4.3.6 旋转流变仪测试
4.3.7 光学显微镜测试
4.3.8 电学性能测试
4.3.9 扫描电子显微镜(SEM)测试
4.4 结果与讨论
4.4.1 PUU弹性体的设计
4.4.2 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析
4.4.3 X射线小角散射测试(SAXS)分析
4.4.4 力学性能分析
4.4.5 动态力学分析
4.4.6 自修复行为分析
4.4.7 循环拉伸测试分析
4.4.8 流变学分析
4.4.9 应力松弛分析
4.4.10 自修复电极膜的制备与表征
4.5 本章小节
第五章 结论与展望
参考文献
个人简历??
致谢
本文编号：3775905
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 本征型自修复体系的研究进展
1.2.1 基于动态非共价作用的自修复体系
1.2.2 基于动态可逆共价键的自修复体系
1.3 热塑性聚氨酯弹性体的结构和性能研究
1.3.1 热塑性聚氨酯弹性体的结构形态研究
1.3.2 热塑性聚氨酯弹性体的结构-性能研究
1.4 本课题的主要研究意义及研究内容
1.4.1 本论文的研究目的和意义
1.4.2 本论文的研究内容
第二章 基于胱胺扩链剂高修复效率TPU弹性体的合成及性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 实验仪器
2.2.3 PUU-Cy聚氨酯弹性体的合成
2.3 PUU-Cy聚氨酯弹性体的表征和性能测试
2.3.1 核磁共振氢谱(1H-NMR)表征
2.3.2 傅里叶红外光谱(FT-IR)表征
2.3.3 差示扫描量热(DSC)测试
2.3.4 力学性能测试
2.3.5 自修复性能测试
2.4 结果与讨论
2.4.1 傅里叶红外光谱分析
2.4.2 核磁共振氢谱的分析与计算
2.4.3 差示扫描量热分析
2.4.4 循环拉伸分析
2.4.5 力学性能分析
2.4.6 自修复性能分析
2.5 本章小节
第三章 基于2,6-二氨基吡啶扩链剂构筑高强韧TPU弹性体的合成及研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 实验仪器
3.2.3 PUU-Py聚氨酯弹性体的合成
3.3 PUU-Py聚氨酯弹性体的表征和性能测试
3.3.1 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)测试
3.3.2 力学性能测试
3.3.3 应力松弛测试
3.3.4 紫外可见光光谱(UV-vis)测试
3.4 结果与讨论
3.4.1 力学性能分析
3.4.2 傅里叶红外光谱(FT-IR)分析
3.4.3 紫外可见光光谱(UV-vis)分析
3.4.4 循环拉伸测试分析
3.4.5 应力松弛测试分析
3.4.6 增韧机理
3.5 本章小节
第四章 基于双扩链剂高韧性高效自修复TPU弹性体的合成及研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 实验仪器
4.2.3 PUU-Py-Cy聚氨酯弹性体的合成
4.3 PUU-Py-Cy聚氨酯弹性体的表征和性能测试
4.3.1 傅里叶红外光谱(FT-IR)表征
4.3.2 力学性能测试
4.3.3 自修复性能测试
4.3.4 应力松弛测试
4.3.5 X射线小角衍射(SAXS)测试
4.3.6 旋转流变仪测试
4.3.7 光学显微镜测试
4.3.8 电学性能测试
4.3.9 扫描电子显微镜(SEM)测试
4.4 结果与讨论
4.4.1 PUU弹性体的设计
4.4.2 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析
4.4.3 X射线小角散射测试(SAXS)分析
4.4.4 力学性能分析
4.4.5 动态力学分析
4.4.6 自修复行为分析
4.4.7 循环拉伸测试分析
4.4.8 流变学分析
4.4.9 应力松弛分析
4.4.10 自修复电极膜的制备与表征
4.5 本章小节
第五章 结论与展望
参考文献
个人简历??
致谢
本文编号：3775905
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