可回收动态共价交联聚氨酯基材料的制备与性能研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:QB582
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
热固性聚氨酯机械强度高,性能可调,在航空航天、汽车及涂料等领域广泛应用。但是由于化学交联网络的存在,热固性聚氨酯不能有效的再加工和回收,造成了环境污染。同时,由于模具和脱模的限制,热固性聚氨酯难以获得复杂的形状,且成型后无法再次塑形。目前已开发出具有动态共价键的可回收交联聚氨酯,但是缺乏对兼具优异机械性能和再加工性能交联聚氨酯的系统研究。基于以上问题,本研究从分子结构设计出发,在分子链上引入动态化学键制备了一系列可回收动态共价交联聚氨酯及聚硫氨酯材料,实现了交联聚合物的高效回收及复杂形状的灵活编辑。同时,通过原位聚合法制备了具有光热双重响应性的可回收交联聚硫氨酯/碳纳米管复合材料,利用其光致固态塑性,实现了局部形状改变的精准调控。本文的研究内容和结论如下:(1)可回收交联聚氨酯的结构与性能以聚六亚甲基碳酸酯二元醇(PHMC diol-2000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和甘油(GLY)为原料,通过预聚-扩链两步法制备了无色高透明的可回收交联聚氨酯(PCU)。交联PCU具有优异的力学性能,其中PCU-30%样品的拉伸强度可达59.2 MPa,断裂伸长率可达674.8%。交联PCU良好的固态塑性和单向形状记忆使其可以实现复杂的形状改变。但是,交联PCU的再加工效率稍差,其拉伸强度恢复率最高为88.0%,断裂伸长率恢复率最高为105.1%。硬段含量和温度都会对材料的再加工效率产生影响,硬段含量越高,再加工效率越差,再加工温度过高或过低都会导致再加工性能变差。(2)可回收交联聚硫氨酯的结构与性能为了改善交联PCU的再加工性能,从分子结构出发,选择交联剂季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(PTME)代替GLY,在分子链上引入多个动态共价键(酯键、氨基甲酸酯键和硫氨酯键),开发了一系列具有无色高透明性、优异的机械性能、固态塑性、可回收性和形状记忆性能的交联聚硫氨酯(PCTU)样品。相较于PCU,PCTU的再加工效率大大提升,其中PCTU-25%样品的拉伸强度恢复率为144.4%,断裂伸长率恢复率为160.1%。除了再加工回收,PCTU可在室温下进行溶剂回收。通过溶剂回收,在温和条件下实现了对聚硫氨酯/碳纤维布(PCTU/CFs)复合材料中碳纤维布(CFs)的高效回收,为复合材料的回收提供了新途径。(3)可回收交联聚硫氨酯/碳纳米管复合材料的结构与性能通过原位聚合法将改性后的碳纳米管(CNTs)引入到PCTU中,利用CNTs良好的光热效应,制备了具有光热双重响应性的聚硫氨酯/碳纳米管(PCTU/CNTs)复合材料。研究发现,CNTs的加入对PCTU起到了增强增韧的效果,并赋予复合材料优异的光热性能。当碳纳米管加入量为5 wt%时,复合材料的拉伸强度为纯聚硫氨酯的117.2%,断裂伸长率为纯聚硫氨酯的193.5%。复合材料仍表现出良好的固态塑性,但是与纯聚硫氨酯相比,复合材料的再加工性能稍差。复合材料优异的光热性能及光致塑性使其可以实现局部变形的精准调控。
其他文献
背景与目的前列腺癌(prostate cancer,PCa)是全世界男性中常见的侵袭性恶性肿瘤,也是男性癌症死亡的最常见原因之一。近年来,我国前列腺癌的发病率和死亡率呈明显上升趋势,其中大多数前列腺癌患者的死因是侵袭转移。因此寻找前列腺癌侵袭转移的标志物并研究其机制,为肿瘤治疗提供新靶点,成为研究者们关注的热点。外泌体是包含有多种反映其亲本细胞特征的生物活性物质的直径为30~150nm的微囊泡。随
学位
背景与目的缺血性脑卒中是一种危害性极高的中枢神经系统相关疾病。临床上在缺血性脑卒中的药物治疗方面仍存在不足和缺口,因此急需探索药物作用的新靶点与新型治疗药。丁苯酞(3-n-butylphthalide,NBP)是目前临床上用于治疗缺血性脑卒中的药物,但存在不良反应且生物利用度较低。(±)-5-溴-2-(5-氟-1-羟基戊基)苯甲酸钙[(±)-5-bromo-2-(5-fluoro-1-hydrox
学位
报纸
由于其独特的物理化学和生物学性质,N-芳基亚砜亚胺在合成化学、药物化学等诸多领域中存在广泛的应用。在不对称合成中,N-芳基亚砜亚胺是重要且用途广泛的手性辅助剂、配体和催化剂。在农业化学方面,亚砜亚胺是一种新型、独特的昆虫控制剂,例如氟啶虫胺腈。在药物化学方面,N-芳基亚砜亚胺是许多具有生物活性药物的重要组成部分,在抑制剂(抗癌、抗哮喘、抗HIV和抗微生物)等药物分子中有着突出的表现。目前为止,N-
学位
背景和目的糖尿病肾病是糖尿病最常见的并发症之一,也是终末期肾病的主要原因。糖尿病肾脏病变主要表现为肾小球血管异常新生、足细胞损伤、系膜基质增生、基底膜增厚以及炎症细胞浸润等。其中糖尿病内皮细胞功能异常是目前研究的热点,内皮细胞损伤介导的血管异常新生、炎症细胞黏附是糖尿病心血管和肾脏疾病的常见原因。前列腺素E2(Prostaglandin E2,PGE2)主要在肾脏合成,是花生四烯酸经环氧化酶(Cy
学位
文明单位创建是群众性精神文明创建活动的重要内容,是新时代党的群众工作的重要载体,是加强和改进基层思想政治工作的重要抓手,是基层单位干部群众共建共治共享、建设美好生活的重要形式。面对新形势新要求,文明单位在提高职工群众素质和社会文明程度、改善公共服务质量和群众生活品质、推进社会治理能力和治理体系现代化等领域发挥了重要作用,特别是近年来,文明单位已然成为脱贫攻坚战、疫情防控战、灾后重建以及基层治理、生
学位
食管癌是我国高发的消化道恶性肿瘤之一,其发病率和死亡率呈逐年上升趋势。食管癌发病部位不易被察觉且早期无明显症状,确诊时多为中晚期。常规治疗方案是早期食管癌患者以手术为主,中晚期采用多学科综合治疗如放化疗联用。虽然放化疗联用的治疗方法可有效改善患者生存率,但肿瘤细胞若发生放化疗抵抗往往会削弱治疗疗效,而放疗和化疗剂量加大又会使周围正常组织产生不必要的损伤。放化疗抵抗仍是临床治疗面临的重要挑战,因此阐
学位
氟原子与氢原子半径相近,但氟原子却有极强的电负性和较低的极化率,且碳-氟键比碳-氢键具有更高的刚性,因此用氟原子取代氢原子是调控液晶材料性能的常用手段。含氟烷基链引入的疏氟效应和亲氟效应对液晶相的形成和稳定性都将有较大的影响。利用疏氟效应和亲氟效应可以稳定盘状液晶的柱状相,使液晶化合物的液晶相温度区间变宽,具有更加稳定有序的液晶相,有望获得独特的物理、化学性质,进一步拓展液晶分子的应用范围。本论文
学位
种间杂交在物种进化、新物种形成的过程中起着至关重要的作用,然而,杂交种通常面临生殖隔离而导致F1代产生高败育现象。但目前对其农艺性状的研究较多,对花粉发育关键事件的细胞学分析和与花粉高败育相关基因的表达模式尚未完全阐明。因此,通过揭示杂交种雄配子发育相关的调控因素来解析杂交种花粉败育机理对物种的形成至关重要。近年来,芸薹属各基本种之间以及基本种与近缘属之间通过种间杂交形成了单倍体杂交种和异源多倍体
学位
高功率密度、长循环寿命、可快速充放电的微型超级电容器作为一种能源存储装置是目前的研究焦点。在制备微型超级电容器过程中,3D打印技术能够实现高分辨率打印、按需制定图案的目标,能用于电极、电解质的打印成型。但是,兼具优异功能性、可打印性、无需复杂后处理步骤的功能油墨的匮乏,是目前亟待解决的难点。MXene是一类在储能、电磁屏蔽、催化、储氢、传感等多个领域均有着巨大应用前景的新材料,然而MXene材料的
学位