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多层次可逆相互作用协同增强自修复聚合物材料

发布时间:2021-04-11 23:55
  随着高分子科学的发展,高分子材料在生产生活中发挥着越来越不可替代的作用。然而,高分子材料在加工成型和日常使用过程中都不可避免的会遭受损伤,对生命财产安全造成威胁,故发展具有自修复功能的高分子材料便显得尤为重要。本征型自修复材料通过材料内部各种动态可逆相互作用的打开和重建实现损伤的修复,因此,可以实现同一位置处的多次修复。然而,本征型自修复材料的机械性能通常较差;并且往往需要外来能量(如热能)的输入,来促进聚合物链段的运动及可逆相互作用的打开和重建。因此开发具有高强度温和条件自修复的高分子材料是十分富有挑战性和实际应用价值的。本论文针对此问题通过将多种不同强度的可逆相互作用引入高分子材料中,利用多种动态相互作用间的协同作用,使得材料不仅拥有了诸多优异的机械性能,如高强度、高韧性、高拉伸性等,还可以在温和条件下实现高效的修复。1、通过合理的设计,将动态共价键和分级氢键同时引入至聚脲材料中,通过不同作用力的协同增强作用,制备出高强度、高韧性的室温自修复聚脲材料。其中,异佛尔酮二异氰酸酯脲基(IPU)之间的相对弱的氢键赋予材料具有较高的能量耗散作用和大的拉伸性;4,4’-亚甲基双(苯基异氰酸酯... 

【文章来源】:吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:78 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

多层次可逆相互作用协同增强自修复聚合物材料


b所示,其中化学位移为8.13ppm是亚胺键的特征峰;化学位移为10.15ppm是醛基的特征峰,说明TA-PPG内有少量的醛基并没有反应完全,从反应时间(24h)

硼酸,脲基,羟基,酯键


第三章氢键与硼酸酯键协同增强的自修复高分子复合材料55基形成硼酸酯键,且硼酸酯键在水催化下不再有动态性。经过对比实验证明了在PIU-BOH/EVA-OH复合材料内部确实存在动态硼酸酯键。Figure3.3DigitalphotosofthemixingprocessofPIU-BOHwithEVAandEVA-OHrespectively.为了证明材料内部是否有硼氧六环存在,对复合材料进行了红外测试(图3.4),从红外谱图可知复合后的材料除了出现PIU和EVA-OH的特征峰外,还在波数为1390cm-1出现了硼酸酯键的特征峰,在图3.4b的局部放大谱图中仍可以观察到硼氧六环的特征峰,说明复合材料内部还含有少量的硼氧六环。Figure3.4(a)InfraredspectrumofEVA-OH,PIUandEVA-OH/PIU.(b)Infraredspectrumwithwavenumbersof1800-500cm-1and1000-500cm-1.由此可知材料内部的结构示意图如图3.5b所示,存在EVA-OH中羟基和羟基之间的氢键,PIU-BOH中脲基和脲基间的氢键相互作用以及苯硼酸与羟基反应得到硼酸酯键和少量的硼氧六环。由于材料内部多层级可逆相互作用力的存在,赋予材料自修复以及高强度高韧性的优异性质。


本文编号:3132195

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