Selbstheilendes Polyurethan auf der Basis dynamischer Iminbindungen: Einfluss der Dissoziationsenergie der Iminbindungen auf die optimale Selbstheilungstemperatur

En-hao Zheng ,  

Rong-rong Zhang ,  

Hua-gong Yang ,  

Zuo-peng Wang ,  

Ya Gao ,  

Fu-yang Song ,  

Chong Yang ,  

Zhao-sheng Hou ,  

摘要

Dynamische Iminbindungen mit unterschiedlichen Dissoziationsenergien (BDE) wurden in das Polyurethan-(PU)-Netzwerk eingebracht, um systematisch die Beziehung zwischen der BDE der Iminbindungen und den selbstheilenden Eigenschaften von PU zu untersuchen und so die optimale Selbstheilungstemperatur zu steuern. In dieser Arbeit wurden durch eine einstufige Aldehyd-Amin-Kondensation fünf Imin-Trihydroxy-Verbindungen mit BDE von 553,1 bis 596,5 kJ/mol synthetisiert, die als Vernetzer zur Vernetzung von auf Polyethylenglykol basierenden PU-Prepolymeren verwendet wurden. Durch Lösungsmittelverdampfung wurde eine Reihe von PU-Folien erhalten. Kernspinresonanz- und Infrarotspektroskopie bestätigten die chemische Struktur der Vernetzer und PUs. Die selbstheilenden Eigenschaften der PU-Folien bei verschiedenen Temperaturen wurden durch Heilungs-Dehnungstests bewertet, die Ergebnisse zeigten, dass die optimale Heilungstemperatur der PU-Folien mit zunehmender BDE der Iminbindung allmählich ansteigt: PU-Folien mit niedriger Imin-BDE (553,1 kJ/mol) erreichten bei 40 ℃ eine maximale Heilungseffizienz von 86,3 %; mit mittlerer Imin-BDE (565,9 kJ/mol) erreichte ηm 82,7 % bei optimaler Heilungstemperatur von 50 ℃; und PU-Folien mit hoher Imin-BDE (596,5 kJ/mol) benötigten 60 ℃, um eine maximale Heilungseffizienz von 78,8 % zu erreichen. Die Studie zeigt zunächst, dass durch die Steuerung des BDE-Werts dynamischer Iminbindungen eine theoretische Grundlage für die Gestaltung und Herstellung selbstheilender PU-Materialien geschaffen werden kann, die sich an unterschiedliche Temperaturen anpassen.

关键词

Dynamische Iminbindungen; Dissoziationsenergie; selbstheilend; Polyurethan

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