基于配位键的自修复聚氨酯制备与性能研究

作者：窦柳皓; 许睿; 何磊; 崔举庆^*; 王鼎; 刘方方; 冯富奇

来源：南京大学学报(自然科学), 2022, 58(04): 699-705.

DOI：10.13232/j.cnki.jnju.2022.04.014

• 聚氨酯
• 配位键
• 自修复
• 力学性能

以2,6-二氨基吡啶(DAP,2,6-diaminopyridine)为扩链剂制备了功能聚氨酯预聚体(PU-DAP),采用金属离子(M为Fe3+,Zn2+和Cu2+)交联PU-DAP制备基于配位键的自修复聚氨酯弹性体(PU-DAP/M).结果表明:聚氨酯引入配位键具有良好的自修复性能,交联金属离子对聚氨酯的力学性能和自修复性能有显著影响. PU-DAP/Cu2+的力学强度为14.2 MPa,PU-DAP/Zn2+的力学强度为7.1 MPa,两者力学强度均高于PU-DAP/Fe3+(4.2 MPa),但PU-DAP/Cu2+的断裂修复效率为14.8%,PU-DAP/Zn2+的断裂修复效率为45.1%,都低于PU-DAP/Fe3+的自修复性能95.2%.当n(DAP)/n(Fe3+)=2∶1时,PU-DAP/Fe3+自修复聚氨酯弹性体拉伸强度为4.2 MPa,随着修复时间延长,修复效率不断提高,24 h自修复效率最高,显著高于当n(DAP)/n(Fe3+)=1∶1和n(DAP)/n(Fe3+)=3∶1的力学强度和自修复性能.通过红外光谱发现,PU-DAP与Fe3+交联后,C=N振动信号从1589 cm-1移至1615 cm-1,表明Fe3+与DAP发生了配位作用,聚氨酯实现自修复源于引入的动态配位键.

• 单位
  南京林业大学