Plastique ultra-résistant et tenace résistant aux températures extrêmes basse réticulé par liaison hydrogène

Yu-zhong Wang ,  

摘要

Les matériaux polymères capables de maintenir à la fois une haute résistance, une haute ténacité et d'excellentes performances en résistance aux chocs à des températures extrêmement basses sont des matériaux clés indispensables dans des domaines tels que l'aérospatiale et l'exploration polaire. Cependant, les basses températures inhibent considérablement le mouvement des segments de chaîne, entraînant une diminution significative de la ténacité et de la résistance aux chocs des matériaux polymères. Récemment, Sun Junqi et ses collaborateurs ont réussi à préparer un matériau polyuréthane-urée (PUU) à haute résistance et haute ténacité avec une capacité exceptionnelle de résistance aux chocs à des températures extrêmement basses en introduisant des liaisons hydrogène avec une distribution large d'énergie de liaison et leurs agrégats comme liaisons sacrificielles absorbant l'énergie d'impact, en utilisant la chaîne flexible de poly(tétraméthylène éther)glycol (PTMEG) comme phase molle. Dans ce matériau, la phase dure formée par les agrégats de liaisons hydrogène interpénètre avec la phase molle PTMEG, formant une structure de réseau entrelacée stable. À -50 ℃, la limite d'écoulement, la résistance à la rupture et le module de Young du PUU atteignent respectivement 81,1 MPa, 133,0 MPa et 1,5 GPa, ses performances mécaniques pouvant rivaliser avec celles des plastiques traditionnels à haute résistance et ténacité à température ambiante. La résistance maximale aux chocs et l'énergie d'impact du PUU d'une épaisseur de 0,3 mm à -50 ℃ atteignent respectivement 667,8 N et 3,8 J, nettement supérieures aux performances des plastiques commerciaux couramment utilisés résistants aux chocs. Même dans un environnement à l'azote liquide, le PUU conserve une bonne ténacité. En outre, le PUU réticulé par liaisons hydrogène présente une excellente résistance à l'eau, une capacité d'auto-réparation ainsi qu'une possibilité de retraitement et de recyclage.

关键词

polymères à réticulation réversible; plastique résistant aux chocs; ténacité à basse température; polymères recyclables

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