通过分子设计和动态共价键调节,具有出色的泡性和自我愈合性质的透明聚氨弹性体
Rongli Zhu1,2, Mingxi Linghu1,2, Xueliang Liu3
1National Key Laboratory of Advanced Polymer Materials, College of Polymer Science and Engineering, Sichuan University, 24 Nanyiduan of Yihuan Road, Chengdu 610065, China.
Polymers
|October 16, 2025
概括
先进的自愈热塑性聚氨 (TPU) 泡是使用动态共价键和超临界二氧化碳泡开发的. 这些轻量级,透明的材料具有出色的损坏恢复能力,可用于各种行业.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 开发具有自我愈合特性的先进材料对于延长产品寿命和减少浪费至关重要.
- 热塑性聚氨 (TPU) 为创建功能性材料提供了多功能基础.
- 在材料中同时实现损坏恢复,低密度和高性能仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 制造具有受控微细胞架构的可自愈热塑性聚氨 (TPU) 泡.
- 研究多个动态共价键 (氧化和二硫化) 对材料性质的协同效应.
- 利用绿色超临界二氧化碳 (scCO2) 发泡技术,以实现高效的材料加工.
主要方法:
- 自愈PU-S材料的单合成,具有不同比例的氧化和二硫化键.
- 使用超临界二氧化碳 (scCO2) 技术对PU-S材料进行泡.
- 材料属性的表征,包括自我愈合,光传导,疏水性,低温灵活性和密度等.
主要成果:
- 制造的PU-S泡由于多个动态共价键和多孔结构,具有出色的自我修复能力和可回收性.
- PU-S5表现出优越的性能:疏水性 (97.5° WCA),低温灵活性 (Tg = -30.1 °C),高光传输率 (70.6%),以及低密度 (0.12 g/cm3).
- 该材料在温和的热条件下 (60°C) 实现了高扩张率 (~10折) 的高效损坏恢复.
结论:
- 在TPU泡中,动态共价键和微细胞结构的协同组合导致了特殊的自我愈合和理想的材料特性.
- 开发的自愈PU-S泡为生物医学,新能源汽车和可穿戴设备的先进应用提供了一个有前途的平台.
- 超临界二氧化碳泡是一种有效和环保的方法,用于生产高性能微细胞TPU泡.
