基于动态二硫键协同多重氢键构建的高强度自修复湿固化聚氨酯材料

本文推荐一种创新性湿固化聚氨酯（MCPU）材料，通过引入含芳香二硫键和酰肼基团的链延伸剂，实现20.43 MPa拉伸强度（达ASTM标准4.93倍）和2071.57%断裂伸长率（达标准5.92倍）。其自修复性能源于动态二硫键交换（disulfide bonds）和酰基半卡巴肼（ASCZ）基团形成的多重氢键网络，为可持续耐用材料设计提供新策略。

　　

Highlight

本研究通过协同动态二硫键（disulfide bonds）与多重氢键（hydrogen bonds），成功开发出具有高强度与卓越自修复性能的湿固化聚氨酯（MCPU）。

Materials

聚环氧丙烷（PPG, Mn=2000 g·mol^-1）、甲苯二异氰酸酯（TDI-80）、聚四氢呋喃醚二醇（PTMEG）等原料购自万华化学集团。ε-己内酯与肼水合物反应合成特殊酰肼链延伸剂。

FTIR analysis for MCPUs

ATR-FTIR光谱显示3337 cm^?1处氢键化N-H伸缩振动峰，2270 cm^?1异氰酸酯特征峰消失，证实完全固化。

Conclusion

含动态二硫键的PU-S4H6样品在60°C下24小时实现95%修复率，分子链重排进一步优化微相分离结构。该设计为MCPU在苛刻环境中的长效应用开辟新途径。