磷杂菲功能化与氢键网络设计协同构建自修复阻燃聚氨酯弹性体

本文创新性地通过引入含酚羟基和磷杂菲（DOPO）结构的生物基单体GVD及己二酸二酰肼（AD），构建了兼具优异力学性能（拉伸强度12.11 MPa，韧性58.56 MJ/m3）、高效自修复（80℃修复5小时效率>95%）和显著阻燃性（热释放峰值降低50.6%）的动态氢键网络聚氨酯（PU）弹性体，为多功能高分子材料设计提供了新范式。

　　

Highlight

本研究成功开发了一种集多重氢键网络与磷杂菲（DOPO）阻燃单元于一体的聚氨酯（PU）弹性体。通过生物基单体GVD的酚羟基与己二酸二酰肼（AD）的协同作用，材料展现出"三高"特性：高强度（12.11 MPa）、高韧性（58.56 MJ/m³）和高修复效率（>95%），同时实现热释放速率峰值降低50.6%的显著阻燃效果。

Material

聚四氢呋喃醚二醇（PTMEG, M_n=2000 g/mol）、己二酸二酰肼（AD）等原料购自国内试剂公司。关键阻燃扩链剂GVD通过一锅法合成，其磷杂菲结构经核磁共振（³¹P NMR）和红外光谱（FTIR）确证。

Characterization of GVD

红外光谱显示GVD中醛基特征峰（2870 cm^-1）消失，³¹P NMR谱图中磷原子特征峰出现在28.5 ppm，证实DOPO成功接枝。这些结构特征为后续构建动态网络奠定基础。

Conclusion

该弹性体通过GVD的空间位阻效应与AD的氢键供体协同作用，在分子链间形成"动态交联高速公路"，既保障了室温下的力学强度，又能在升温时快速重组。其阻燃-修复-力学性能的"黄金三角"平衡策略，为安全敏感领域应用开辟新途径。