基于硫代内酯化学的高强韧自修复超分子聚氨酯弹性体及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于硫代内酯化学的高强韧自修复超分子聚氨酯弹性体及其制备方法，通过硫代内酯的一锅两步“胺

【技术实现步骤摘要】
基于硫代内酯化学的高强韧自修复超分子聚氨酯弹性体及制备方法


[0001]本专利技术属于功能高分子材料领域，涉及一种自修复超分子弹性体及其制备方法，特别涉及一种基于硫代内酯化学的高强韧自修复超分子聚氨酯弹性体及其制备方法。

技术介绍

[0002]弹性体是一种在弱外力作用下产生显著形变，而外力撤去后能恢复至接近初始尺寸和状态的高分子材料。相较于其他材料，弹性体具有黏弹性、分子间作用力弱、杨氏模量低、断裂伸长率高等特点，因此被广泛应用于轮胎、密封剂、表面防护涂层、可穿戴电子设备、形状记忆材料、生理健康监测等领域。然而，在长期服役过程中，弹性体会不可避免地产生微裂纹或局部损伤，进一步导致性能失效和过早报废。考虑到当前全球资源与环境的严重负荷，研究者们致力于将动态共价键(如Diels
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Alder键、二硫键、硼酸酯键、亚胺键、肟
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氨基甲酸酯键等)或超分子作用(如氢键、金属配位、离子相互作用、π
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π堆积作用等)引入弹性体中，赋予其本征的自修复功能，从而延长使用寿命。但机械性能与动态修复能力之间始终存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于硫代内酯化学的高强韧自修复超分子聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于步骤如下：步骤1、硫代内酯二元醇的制备：氮气保护下，将α
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异氰酸酯
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γ
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硫代内酯与氨基二醇加入溶剂A中，在室温下搅拌0.5～3h得到硫代内酯二元醇；所述α
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异氰酸酯
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γ
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硫代内酯与氨基二醇的摩尔比为1:1～2:1；步骤2、具有超分子作用位点的二元醇扩链剂的制备：氮气保护下，向步骤1的体系中依次加入氨基咪唑、UPy修饰的丙烯酸酯和碱性催化剂，在30～60℃下反应3～12h得到悬挂UPy基元和咪唑配体的二元醇扩链剂；所述硫代内酯二元醇、氨基咪唑和UPy修饰的丙烯酸酯的摩尔比为1:0.8:0.8～1:1:1；所述UPy修饰的丙烯酸酯的化学结构为：其中：R为H或CH3；步骤3、线型聚氨酯的制备：氮气保护下，将大分子二醇、二异氰酸酯和催化剂溶解于溶剂A并加入步骤2的体系中，在60～100℃下反应3～6h得到异氰酸酯封端的预聚物，然后加入小分子二醇继续搅拌5～17h，最后在溶剂B中沉淀得到线型聚氨酯；所述大分子二醇与二异氰酸酯的摩尔比为1:1.5～1:2.8，二元醇扩链剂占小分子二醇用量的摩尔百分比为10％～50％；步骤4、基于协同动态键的超分子聚氨酯弹性体的制备：将步骤3所得线型聚氨酯溶解于溶剂C中配置成质量分数为10％～30％的溶液，然后向其中加入金属盐的D溶液，在室温下搅拌1～12h，最后将该混合溶液倒入聚四氟乙烯模具中，在25～80℃下充分干燥24～48h得到基于协同动态键的超分子聚氨酯弹性体；所述金属盐与线型聚氨酯中咪唑配体的摩尔比为1:3.2～1:5.3。2.根据权利要求1所述基于硫代内酯化学的高强韧自修复超分子聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述氨基二醇包括但不限于以下几种：其中，n为0～10的整数。3.根据权利要求1所述基于硫代内酯化学的高强韧自修复超分子聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述氨基咪唑包括但不限于以下几种：
4.根据权利要求1所述基于硫代内酯化学的高强韧自修复超分子聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述大分子二醇包括但不限于：聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃醚二醇、聚酯二醇的一种或多种的任意比例混合，数均分子量为400～3000。5.根据权利要求1所述基于硫代内酯化学的高强韧自修复超分子聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述二异氰酸酯包括但不限于：六亚甲基二异氰酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秋禹，蔡颖超，李春梅，李浩楠，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：