The invention provides a self-repairing polyurethane and a preparation method and a self-repairing method. The preparation method comprises the following steps: (1) prepolymer reaction between diisocyanate and polyether diol to obtain a mixture of prepolymer; (2) cross-linking 4 methyl umbelliferone under ultraviolet light to obtain dimer of 4 methyl umbelliferone; (3) adding step (2) dimer obtained; (1) The self-repairing polyurethane is obtained by polymerizing the obtained prepolymer mixture, then removing the solvent and unreacted reactants after the post-treatment. The prepared polyurethane material has a molecular weight of over 53000, a narrow molecular weight distribution in the range of 1.1 1.48, good mechanical properties, a tensile strength of 17 28MPa, a breaking elongation of 590 920%, and a high self-repairing efficiency of over 55%.
【技术实现步骤摘要】
自修复聚氨酯及其制备方法和自修复方法
本专利技术属于自修复材料
,涉及一种自修复聚氨酯及其制备方法和自修复方法。
技术介绍
高分子材料因其优异的机械性能、质轻、易于加工、价格便宜等特点,被广泛应用于医疗器械、航空航天、交通运输、机械建筑等各个领域。但是高分子材料在加工和使用过程中,材料表面和内部容易出现裂纹和损伤,导致性能变差,使用寿命下降。如能将自修复机制引入高分子材料设计中,当基体材料受到损伤后,可以进行损伤自修复,使材料恢复原有性能,从而大幅延长高分子材料的使用寿命,并维持其优良性能。自修复高分子材料主要分为两大类:本征型和非本征型。非本征型是将修复剂装在微胶囊或者微脉管中,再将其包埋到聚合物基体中,当聚合物受到损伤,修复剂流出,从而修复材料。CN105440692A公开了一种微胶囊型自修复聚硅氧烷弹性体及其制备方法,以质量百分比计,各原料组成为α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷45-68%,补强剂4.5-27%,硅烷化合物4.5-21%,有机锡催化剂1.4-7%,微胶囊6-27%,其中,微胶囊以聚甲基丙烯酸甲酯为壁材,以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和硅烷化合物的混合物为芯材,通过以微胶囊型实现自修复功能,缺点是修复次数有限,当愈合剂耗尽,材料就无法发生自修复过程。本征型又分为共价键作用和非共价键作用两种。非共价键自修复有氢键、金属配位作用等,材料不需要刺激即可发生自修复过程,多应用于水凝胶。CN107903636A公开了一种基于PDMS的无需外界刺激可快速自修复弹性薄膜及其制备方法,其中弹性薄膜包括1-5重量份羟基或氨基封端的聚二甲基硅氧烷、4-5 ...
【技术保护点】
1.一种自修复聚氨酯的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:(1)二异氰酸酯与聚醚二元醇进行预聚反应,得到预聚物混合液;(2)将4‑甲基伞形酮在紫外光下照射交联,得到4‑甲基伞形酮的二聚体;(3)将步骤(2)得到的二聚体加入步骤(1)得到的预聚物混合液中进行聚合反应,然后进行后处理除去溶剂以及未反应的反应物,得到所述自修复聚氨酯。
【技术特征摘要】
1.一种自修复聚氨酯的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:(1)二异氰酸酯与聚醚二元醇进行预聚反应,得到预聚物混合液;(2)将4-甲基伞形酮在紫外光下照射交联,得到4-甲基伞形酮的二聚体;(3)将步骤(2)得到的二聚体加入步骤(1)得到的预聚物混合液中进行聚合反应,然后进行后处理除去溶剂以及未反应的反应物,得到所述自修复聚氨酯。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述二异氰酸酯和聚醚二元醇的摩尔比为(2-2.1):1,优选2:1;优选地,步骤(2)所述4-甲基伞形酮与步骤(1)所述二异氰酸酯的摩尔比为(1-1.1):1,进一步优选1:1。3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述预聚反应的过程为:将所述聚醚二元醇以滴加的形式加入至二异氰酸酯溶液中;优选地,步骤(1)所述预聚反应的过程为:将聚醚二元醇以溶液的形式滴加至二异氰酸酯溶液中;优选地,所述滴加的速率为1-1.5mL/min;优选地,所述二异氰酸酯溶液的浓度为0.08-0.10g/mL;优选地,所述聚醚二元醇溶液的浓度为0.18-0.20g/mL。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述二异氰酸酯包括4,4′-亚甲基双(异氰酸苯酯)、4,4′-亚甲基双(环己基异氰酸酯)、异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-亚己基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、3,3'-二甲基-4,4'-联苯二异氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯和间苯二甲基异氰酸酯中的任意一种或至少两种的组合,优选4,4′-亚甲基双(异氰酸苯酯);优选地,步骤(1)所述聚醚二醇包括聚四氢呋喃、聚乙二醇和聚丙二醇中的任意一种或至少两种的组合,进一步优选聚四氢呋喃;优选地,步骤(1)所述预聚反应的反应温度为80-90℃;优选地,步骤(1)所述预聚反应的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺;优选地,步骤(1)所述预聚反应的搅拌速率为200-300r/min。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述紫外光的波长为360-370nm;优选地,步骤(2)所述照射的时间为10-15min;优选地,步骤(2)所述交联反应在溶剂中进行;优选地,所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺;优选地,所述溶剂与所述4-甲基伞形酮的质量比为10:(0.2-0.5)。6.根据权利要求1-5中的任一项所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:张国平,王颖,凌磊,孙蓉,
申请(专利权)人:中国科学院深圳先进技术研究院,
类型:发明
国别省市:广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。