【摘 要】
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自修复材料可以通过感知应力、应变、热、光、电、磁等环境因素的变化,最终达到实现自主检测、自主调节、自主修复等目的。聚硅氧烷材料是最重要的有机硅化合物之一,其在使用
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自修复材料可以通过感知应力、应变、热、光、电、磁等环境因素的变化,最终达到实现自主检测、自主调节、自主修复等目的。聚硅氧烷材料是最重要的有机硅化合物之一,其在使用过程中可能会产生各种损伤,造成材料性能的劣化,降低材料的使用寿命。本论文基于Diels-Alder(DA)反应分别采用两步法和一步法制备了具有自修复性能的新型聚硅氧烷弹性体。在两步法中,首先利用缩水甘油糠醚(FGE)上的环氧基与3-氨丙基封端聚二甲基硅氧烷(APDMS)上的氨基之间的氨基-环氧反应制备得到呋喃功能化聚二甲基硅氧烷(FAPDMS);然后利用FAPDMS上的呋喃环与二苯基甲烷双马来酰亚胺(BMI)上的酰亚胺环之间的DA反应,制得聚硅氧烷弹性体(FAPMDS-BMI)。在一步法中,首先利用FGE与BMI之间的DA反应制得含有DA化学键的双环氧基小分子(FDB);然后利用FDB上的环氧基与APDMS上的氨基之间的氨基-环氧反应,制得另一种聚硅氧烷弹性体(APDMSFDB)。FTIR分析和溶胀实验证明了FAPDMS-BMI和APDMS-FDB两种弹性体的成功制备,热溶解实验和DSC分析说明所制备的两种聚硅氧烷弹性体具有动态热可逆的性质,为实现热自修复创造了条件。力学测试结果表明:所制备的FAPDMS-BMI具有优异的回弹性能和超过90%的力学自修复效率,但是其力学性能不太理想,最大拉伸强度为0.4 MPa,对应的断裂伸长率为200%左右;而所制备的APDMS-FDB具有优异的回弹性能和超过70%的自修复效率,其最大断裂强度可达到0.8 MPa,同时断裂伸长率超过400%,其最高自修复效率可以达到90%以上。
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