Studie zur lösemittelfreien Herstellung, Eigenschaften und Anwendungen eines recycelbaren dynamischen Poly(urethan-Harnstoff)-Elastomers auf Basis kovalenter Harnstoffblockbindungen

Jia-ni Wu ,  

Yue-peng Wang ,  

Bo Qian ,  

Ze-kai Wu ,  

Ji-lin Su ,  

Yi-han Wang ,  

Chuang Li ,  

Zheng-wei You ,  

摘要

In den letzten Jahren hat das Interesse an thermisch aushärtbaren Polyurethanmaterialien, die durch die Einführung dynamischer kovalenter Bindungen wieder geformt werden können, stark zugenommen. Die meisten dynamischen Polyurethane werden jedoch durch Kondensationspolymerisation in Lösung hergestellt. Die Verwendung von Lösungsmittel macht den Prozess komplex und erhöht die Kosten. In dieser Studie wurde ein Dehnungsagent ausgewählt, das große Substituenten enthält, Diisocyanat-Hexylmethylen- (IPDI), Polytetramethylenglykol (PTMG) und Glycerin als Vernetzungsmittel für die lösungsmittelfreie Polymerisation zur Herstellung eines dynamischen Polyurethan-Kautschuks mit blockierten Harnstoffbindungen. Die Ausgangsstoffe sind kostengünstig und leicht zugänglich, der Herstellungsprozess ist umweltfreundlich und bietet gute Perspektiven für die industrielle Produktion. Die Struktur und Eigenschaften des Kautschuks wurden mittels Infrarotspektroskopie, UV-Spektroskopie, dynamischer thermomechanischer Analyse, thermogravimetrischer Analyse und rheologischer Tests charakterisiert. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass der dynamische Polyurethan-Kautschuk mit blockierten Harnstoffbindungen gute mechanische Eigenschaften aufweist (Zugfestigkeit: 13,0 ~ 24,5 MPa), eine ausgezeichnete Elastizität und die Fähigkeit zur wiederholten Formgebung. Wir haben darüber hinaus das mögliche Anwendungsspektrum des hergestellten Kautschuks untersucht und ihn zur Herstellung eines einpoligen Nanofriktions-Stromgenerators (TENG) verwendet, wodurch sein Potenzial im elektrischen Bereich demonstriert wird.

关键词

blockierte Harnstoffbindungen; Polyurethan-Kautschuk; Recycling; Nanofriktions-Stromgenerator

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