基于Diels-Alder反应的自修复环氧树脂的制备和修复行为

先使环氧氯丙烷与糠胺反应合成含有呋喃环的双环氧基糠基缩水甘油胺(DGFA),再与双马来酰亚胺发生Diels-Alder(DA)反应制备出热可逆自修复环氧树脂EP-DA。用FT-IR表征了EP-DA的化学结构和热可逆性。模拟了实际使用过程中环氧树脂受到冲击破环而内部产生裂纹、进行热处理使裂纹愈合实现了材料的自修复过程。根据宏观定性观察和弯曲载荷恢复的定量测量,证实了这种环氧树脂具有良好的自修复性能且可实现多次破坏的自修复。这种环氧树脂具有优异的再加工性能,可实现废旧环氧树脂的回收再利用。     

兼具高强度、高韧性和自修复性能的环氧树脂改性热可逆聚氨酯

将E51环氧树脂引入基于Diels-Alder反应的热可逆聚氨酯，制备出环氧树脂改性热可逆自修复聚氨酯材料。引入环氧树脂，可提高改性热可逆聚氨酯的拉伸强度、杨氏模量、冲击韧性和邵氏硬度且保持较高的断裂伸长率。添加20%的环氧树脂制备的环氧树脂改性热可逆聚氨酯材料兼具优异的强度、韧性、硬度等力学性能和良好自修复性能。当环氧树脂改性热可逆聚氨酯出现裂纹裂缝等损伤后，在130℃处理20 min及60℃处理24 h便可修复损伤，并可实现同一部位多次损伤的重复自修复。力学性能提高的原因，是刚性环氧树脂相与聚氨酯弹性相相互缠结形成互穿聚合物网络结构产生的“强迫互溶”和“协同效应”；而多次重复自修复则归因于热可逆Diels-Alder反应和分子链热运动的协同作用。     

热可逆自修复聚氨酯及其复合材料的研究进展

随着现代工业发展对材料性能的要求不断地提高，聚氨酯也正朝着智能化、功能化等方向发展，其中赋予聚氨酯材料自修复功能是推进其智能化方向的一个重要课题之一。目前自修复聚氨酯材料研究已取得一系列卓有成效的研究成果，其中在聚氨酯材料分子链主链引入热可逆Diels-Alder(DA)共价键以及在传统聚氨酯材料中引入纳米碳材料(如碳纳米管、石墨烯)成为研究热点。然而，目前热可逆DA反应的自修复聚氨酯还存在力学性能稍差、修复效率不高且修复效率随修复次数的增加迅速下降等问题，以及纳米碳材料需经改性才能引入等复杂工艺过程。从光可逆共价键修复体系和热可逆共价键修复体系两个方面简述本征型自修复体系，再从热可逆DA自修复聚氨酯体系和热可逆DA自修复聚氨酯复合材料体系两个方面综述国内外研究进展。     

基于可逆共价键的自修复聚合物材料研究进展

自修复聚合物材料是一种具有自修复能力的聚合物智能材料,近年来已成为国内外的研究热点。在聚合物基体中引入可逆共价键,在外界条件刺激下,聚合物可快速、高效自修复,这有助于延长聚合物材料的使用寿命。能形成可逆共价键的反应主要包括可逆开环加成反应、交换反应和稳定自由基重组反应等。文中以不同类型的可逆反应为线索,从可逆共价键的类型、修复条件、修复效率等方面综述了近年来基于可逆共价键的自修复聚合物材料的研究进展,比较了不同可逆共价键形成聚合物的优缺点,并展望了其未来的发展方向。     

一种基于Diels-Alder可逆共价键自修复聚合物的合成及性能EI北大核心CSCD

以环氧氯丙烷和糠醇为原料,合成中间体糠基缩水甘油醚(FGE)。再以聚醚胺D2000与FGE反应,生成端呋喃基树脂FGE-D2000。最后加入交联剂4,4’-二苯甲烷双马来酰亚胺(BDM),利用酰亚胺环和呋喃环发生Diels-Alder(DA)反应,得到交联聚合物FGE-D2000-BDM。采用红外光谱、核磁共振、差示扫描量热分析、热重分析、光学显微镜、电子万能材料试验机等测试手段对实验结果进行表征。结果表明,FGE-D2000-BDM在50~150℃内为热稳定的可逆自修复系统,凝胶含量为87.49%,Tg为-54.50℃,r-DA反应的起始温度为69.59℃,最佳DA反应温度为70℃,80℃修复12h后自修复效率达到71.04%。     

S/O型可逆热变色微胶囊的制备与性能

为改善无机热变色材料的可逆性能,采用油相相分离法,以无机变色颜料镍的化合物为芯材,乙基纤维素(EC)为壳材料,环己烷(HC)为溶剂,制备了S/O型可逆热变色微胶囊,并研究了微胶囊的结构、热稳定性和变色性能等。结果表明,S/O型可逆热变色微胶囊提高了芯材的热变色性能,具有良好的包裹和较强的保护作用。     

含光可逆C-C键自修复聚氨酯的制备和性能

为实现聚氨酯的光诱导自修复,采用4,4-二羟基二苯甲酮(DHBP)和2-溴乙醇为主要原料,经过Williamson醚化等多步反应,合成一种末端带4个醇羟基的四苯基芳香片呐醇单体(THETPED);然后,以其为交联剂,通过与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚乙二醇(PEG)的加成聚合反应,制备了含光可逆C-C键的聚氨酯薄...     

PPESK/PTFE共混物的热性能和动态机械性能

采用溶液共混法制备了不同质量比例的新型含二氮杂萘酮结构聚芳醚砜酮(PPESK)与聚四氟乙烯(PTFE)共混物.利用热失重(TGA)和动态热机械仪(DMTA)对该共混物的热性能和动态机械性能进行了表征和研究.结果表明:在PPESK中共混加入PTFE,提高了PPESK的起始分解温度及最大分解速率对应温度.该共混体系的损耗模量和损耗因子随着扫描频率的提高向高温转移,这是分子运动速率的提高所致.在30～230℃的扫描温度范围内,共混物的储能模量保持较高值并随着温度升高而降低趋势并不明显,耐热性能良好;但当扫描温度达到280℃后,接近其玻璃化转变温度时,储能模量降低幅度较大.在PPESK中共混加入10%PTFE可提高其玻璃化温度.     

具备光热响应行为的自修复含氟聚氨酯的制备及性能

自修复聚氨酯材料存在修复手段单一和室温(25℃)下难以修复等问题,限制了其在电子皮肤、柔性器件等领域的应用.文中以聚四氢呋喃二醇1000(PTMEG)、自制含氟二元醇(FE-OH)为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,以胱氨酸(L-C)和4-甲基伞形酮(4-MU)分别作为生物基扩链剂和封端剂,炭黑(N-C)作为...     

呋喃环氧树脂微颗粒/环氧树脂复合材料的制备及多次自修复性能

合成了具有热可逆Diels-Alder(D-A)反应官能团的固态颗粒状的呋喃环氧树脂修复剂和1,2-二马来酰亚胺基乙烷固化剂,通过核磁共振氢谱证实了2种化合物的化学结构。然后制备呋喃环氧树脂微颗粒/环氧树脂自修复复合材料。通过测试自修复复合材料修复率可知,当呋喃环氧树脂微颗粒填充质量分数为60%时,第1次自修复率为85.1%,第2次自修复率为96.3%,第3次自修复率为80.6%,表明制备的复合材料具有多次重复自修复性能。在第2次自修复时,由于呋喃环氧树脂充分溶解填充到裂纹处与固化剂交联,因此第2次自修复率最高。但可逆自修复材料本身随着修复次数的增加,自修复性能变差,第3次自修复率下降。     

基于海藻酸自组装胶体粒子的制备及其乳化性能

用海藻酸(ALG)和溶菌酶(Lys)静电自组装制备胶体粒子,用纳米粒度仪和透射电镜对其尺寸和形貌进行表征,研究了溶菌酶和海藻酸的质量比(WR)对胶体粒子性质的影响,得到了具有最佳WR的胶体粒子。胶体粒子具有球形结构,粒径约为143 nm。这种胶体粒子可二次组装在油水界面稳定水包油型Pickering乳液,研究了pH值和盐浓度对胶体粒子性质和乳化性能的影响。随着pH值的增大胶体粒子和乳液滴粒径均逐渐增大而乳化性能逐渐降低; 随着盐浓度的提高胶体粒子和乳液滴的粒径先减小后增大,乳化性能先提高后降低。乳液均保留了一定的活性。     

自修复聚氨酯弹性体的制备及性能研究

目的对自修复聚氨酯弹性体的制备工艺及性能进行综述,为制备高修复效率的聚合物提供指导,并指出其未来的发展趋势。方法从聚氨酯弹性体的修复机理出发,收集并分析自修复聚氨酯弹性体的最新研究进展,总结典型自修复聚氨酯弹性体的制备工艺和性能指标;根据修复机理进行分类,对近年来本征型(Diels-Alder反应、Disulfide键、氢键等)和外援型(微胶囊化)自修复聚氨酯弹性体的制备和性能进行综述,并讨论自修复聚氨酯弹性体的修复效率。结论虽然基于不同动态键的自修复聚氨酯弹性体取得了一定的发展,但开发高修复效率的材料仍然是一个巨大的挑战。总结了提高自修复聚氨酯弹性体力学性能的途径,为实现修复性能与力学性能的平衡提供了指导。     

基于动态共价键的聚硅氧烷的制备及性能应用的研究进展

硅橡胶制品在国民经济和国防建设等领域起着重要的作用,但是传统基于稳定共价键的聚硅氧烷具有类似热固性树脂的特性,一旦交联则无法重塑、再加工和回收再利用.将动态共价键引入聚硅氧烷中,不仅可以赋予其可再加工和可愈合的特性,还能创造出许多具有高附加值的新型材料,对循环经济和可持续发展具有重要意义.文中重点阐述了基于不同动态共价键的聚硅氧烷的制备和应用,尤其是兼具高力学性能、自愈合、可加工和多功能化的聚硅氧烷.此外,还对基于动态共价键的聚硅氧烷目前面临的挑战和未来的发展趋势也进行了总结与展望.     

纤维素基可生物降解共混高分子材料的制备和性能

综述了近年来以纤维素为共混组分制备可生物降解高分子材料的研究进展,重点介绍了纤维素或纤维素衍生物与其它天然高分子(壳聚糖、蛋白质、淀粉等)以及可降解合成高分子(聚乙二醇、聚己内酯、聚乳酸等)共混材料的制备和性能,揭示了纤维素基可生物降解材料在某些应用领域替代石油基材料的潜力.     

AgNWs-TPU/PVDF柔性薄膜电容传感器的制备和性能

用醇还原法制备长径比约为800的银纳米线(AgNWs)并分散成网状结构,用溶液流延法使用聚偏氟乙烯(PVDF)和不同质量分数的聚氨酯(TPU)制备柔韧性PVDF/TPU复合薄膜,然后将AgNWs网固定在PVDF/TPU柔性薄膜的表面作为电容的极板制备出柔性薄膜电容式传感器.用扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见光谱和X...     

微晶和氢键双增强水凝胶AG/PVA/CB[7]的制备和性能

以天然高分子琼脂糖(AG)为第一物理交联网络、聚乙烯醇(PVA)为第二物理交联网络、七元瓜环(CB[7])为交联剂,制备了双网络AG/PVA/CB[7]水凝胶。使用SEM、FT-IR和XRD等手段表征AG/PVA/CB[7]水凝胶的形貌、结构以及交联方式,研究了这种水凝胶的力学性能、溶胀性能和宏观自愈性能。结果表明：这种凝胶具有高强度和自愈性,高分子链之间通过氢键和微晶共同交联使其机械性能提高;该凝胶的力学性能随着冷冻-解冻次数的增加而提高,交联剂CB[7]的加入也使其力学性能提高,循环5次后其拉伸强度为0.37 MPa,杨氏模量为 0.23 MPa,平衡溶胀率为140%。     

再生塑料的组成与热性能研究

采用傅里叶变换衰减全反射红外光谱仪（FTIR-ATR）、差示扫描量热仪（DSC）以及热失重仪（TG）,对4种不同型号的再生塑料的组成和热性能进行了研究,并利用红外图像系统分析了再生塑料的成分分布情况。研究结果表明,其中3种再生塑料中的主要成分为聚丙烯（PP）,另一种再生塑料为高密度聚乙烯（HDPE）和聚丙烯（PP）的共...