Preparação e caracterização das propriedades de autorreparação das resinas poli(éter-cetona-cetona) de base biológica

Qing Wang ,  

Zhan-sheng Li ,  

Zi-chun Ding ,  

Jian-jian Jiao ,  

Li-shuai Zong ,  

Jin-yan Wang ,  

Xi-gao Jian ,  

摘要

Os materiais poliméricos de base biológica têm vantagens como a amigabilidade ambiental, a renovabilidade das matérias-primas e as baixas emissões de carbono, o que corresponde aos objetivos de desenvolvimento sustentável. Neste estudo, foi desenvolvida uma resina de poli(éter-cetona-cetona) de base biológica com ligações de Schiff dinâmicas (PVFEKKs) através do design da estrutura molecular, o que lhe confere propriedades de autorreparação. Os monômeros de Schiff duplos (VODA) foram sintetizados a partir de aldeído vanílico e 4,4'-diaminodifeniléter, enquanto a resina PVFEKKs com uma estrutura de Schiff dupla foi preparada por uma reação de substituição nucleofílica entre o 2,5-bis(4-fluorobenzoil)furan (BFBF) e o VODA. A espectroscopia infravermelha (FTIR) e a ressonância magnética nuclear do próton (1H-NMR) confirmaram que a estrutura da resina estava de acordo com o design esperado; os testes mostraram que o PVFEKKs apresentava boas propriedades mecânicas, com uma temperatura de transição vítrea (Tg) que pode atingir os 160 ℃, uma taxa de resíduo carbonoso a 800 ℃ de 66,4%, este alto rendimento de carbono sendo o resultado da formação de uma camada de carvão pelas ligações de Schiff a alta temperatura; a introdução da estrutura dinâmica das ligações de Schiff confere ao material a propriedade de autorreparação, e a restauração do desempenho mecânico supera 90% após a reparação da estrutura rígida em condições brandas, resolvendo assim o dilema entre a resistência do material e sua autorreparação. Este trabalho proporciona uma nova estratégia para o desenvolvimento de plásticos de engenharia de alto desempenho sustentáveis, resistentes ao calor e autorreparáveis.

关键词

Polímeros de base biológica ; Poli(éter-cetona-cetona) ; Ligação de Schiff ; Autorreparação

阅读全文