發(fā)布時間：2024-04-02 18:51

　　自修復聚合物材料,是材料科學研究的前沿課題,對于提高材料智能性、延長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)藥等領域具有廣闊的應用前景。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態(tài)、可逆的特征,實現(xiàn)聚合物體系損傷后的結構重構和性能修復,因而成為了設計自修復聚合物體系的重要方法。然而,超分子相互作用的鍵能較弱,導致聚合物體系的力學性能較差;同時,超分子作用在自修復體系的作用機制也亟待闡明。因此,如何從理論上深入認識超分子體系的修復機制,發(fā)展高力學性能的自修復聚合物材料,是該研究領域長期面臨的難題。為此,本論文以聚氨酯材料為本體模型,通過引入多級次超分子氫鍵以及共價鍵交聯(lián)制備了雙交聯(lián)自修復聚氨酯材料,并對其修復性能和力學性能進行了表征;進而,應用宏觀超分子組裝的研究模型闡釋了其界面修復機制,為自修復超分子聚合物材料的設計和優(yōu)化提供了支持。主要研究工作如下:1、設計并合成了含有2-脲基-4[1H]-嘧啶酮(UPy)和脲基的二醇擴鏈劑(U2-diol),并將U2-diol引入聚氨酯體系中,利用UPy基團的四重氫鍵、脲基的二重氫鍵以及氨基甲酸酯基的單重氫鍵...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
符號說明
第一章 緒論
    1.1 自修復材料
        1.1.1 概述
        1.1.2 外援型自修復材料
        1.1.3 本征型自修復材料
            1.1.3.1 基于Diels-Alder反應的自修復材料
            1.1.3.2 基于二硫鍵的自修復材料
            1.1.3.3 基于氫鍵的自修復材料
            1.1.3.4 基于金屬配位鍵的自修復材料
            1.1.3.5 基于主客體相互作用的自修復材料
            1.1.3.6 基于π-π相互作用的自修復材料
    1.2 高力學強度本征型自修復材料
        1.2.1 概述
        1.2.2 基于相分離結構的高力學強度自修復材料構筑策略
            1.2.2.1 使用動態(tài)共價鍵構筑高強度的網(wǎng)絡
            1.2.2.2 提高網(wǎng)絡中非共價鍵的強度
            1.2.2.3 構筑雙交聯(lián)雜化網(wǎng)絡
    1.3 本征型自修復材料的修復過程
        1.3.1 概述
        1.3.2 修復過程中鍵的重構
        1.3.3 修復過程中分子鏈的運動
    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內(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 多級次氫鍵擴鏈劑(U₂-diol)的制備
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗藥品和實驗儀器
        2.2.2 實驗步驟
            2.2.2.1 異氰酸酯基封端含UPy基團的中間體(UPy-NCO)的合成
            2.2.2.2 多級次氫鍵擴鏈劑(U₂-diol)的合成
            2.2.2.3 自修復聚氨酯的合成
    2.3 測試及表征方法
    2.4 結果與討論
        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對聚氨酯自修復性能的影響
    2.5 本章小結
第三章 雙交聯(lián)網(wǎng)絡結構強韌自修復聚氨酯的制備
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗藥品和實驗儀器
        3.2.2 實驗步驟
    3.3 測試及表征方法
    3.4 結果與討論
        3.4.1 雙交聯(lián)自修復聚氨酯結構的表征
            3.4.1.1 雙交聯(lián)自修復聚氨酯的核磁共振氫譜分析
            3.4.1.2 雙交聯(lián)自修復聚氨酯的紅外光譜分析
            3.4.1.3 雙交聯(lián)自修復聚氨酯的動態(tài)熱機械分析
        3.4.2 交聯(lián)結構對聚氨酯力學性能的影響
        3.4.3 交聯(lián)結構對聚氨酯自修復性能的影響
        3.4.4 可回收性表征
    3.5 本章小結
第四章 自修復聚氨酯界面修復機制的探究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗藥品和實驗儀器
        4.2.2 實驗步驟
            4.2.2.1 自修復聚氨酯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 自修復聚氨酯SP-U₃₀-TMP_1.5構筑基元的制備
            4.2.2.4 表面修飾自修復聚氨酯鏈的PDMS構筑基元的制備
    4.3 測試及表征方法
    4.4 結果與討論
        4.4.1 自修復聚氨酯SP-U₃₀-TMP_1.5結構的表征
        4.4.2 自修復聚氨酯SP-U₃₀-TMP_1.5的自修復性能
        4.4.3 超分子相互作用對自修復的影響
        4.4.4 高分子鏈的擴散纏結對自修復的影響
    4.5 本章小結
第五章 結論
參考文獻
致謝
作者及導師簡介
附錄



本文編號：3946049