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端羟基聚丁二烯,英文简写HTPB,是一种新型液体橡胶,具有优良的低温性能、水解稳定性以及耐热性能,在轮胎橡胶制品、胶黏剂以及涂料等方面具有很大应用。HTPB具有以下优点:常温下为液体,因此在加工处理时,可采用浇注成型工艺,易实现工序的自动化、连续化,节省了大量人力;由于两端为羟基,可平稳的与异氰酸酯基反应生成聚氨酯涂料及胶黏剂;HTPB型聚氨酯可使用白炭黑、锌白、玻璃纤维等作为补强剂提高性能。但HTPB也存在价格昂贵、抗老化性能及抗高温性能低等问题。HTPB的物化性质与微观结构具有很大联系,HTPB包含顺式-1,4、反式-1,4以及1,2-乙烯基三种结构,其中顺式含量越高,玻璃化温度越低且机械性能越好。由于高顺式HTPB优异的机械性能,因此合成出高顺式的HTPB就显得格外重要。HTPB可与固化剂、扩链剂等制备出强拉伸的聚氨酯弹性体。迄今为止科研领域有关柔性材料自修复技术的研究主要在聚乙烯醇、聚丙烯酸等简单高分子材料,这均存在拉伸强度及拉伸应变低、修复时间长、自修复率低等问题,未达到柔性材料应用的力学性能和自修复条件要求。本文主要通过氧化裂解法制备出高顺式HTPB,其顺式含量达到97.4%,以合成的高顺式HTPB为原料、甲苯二异氰酸酯(TDI)作为体系固化剂、1,4-丁二醇(BDO)为扩链剂、二月桂酸二丁基锡(T-12)为催化剂,合成聚氨酯弹性体。采用红外光谱、热重分析仪、电子万能拉伸分析仪等对其性能进行分析。研究显示:在固化参数为1.3,催化剂加入量为2%,BDO含量为7%,固化温度为60℃时,制备的弹性体力学性能最优。优化条件下制得的断裂伸长率为997.33%,拉伸强度为1.83 MPa,拉伸模量为4.65 MPa、韧性为11.71 MJ/m3、热分解温度为118℃,在295℃和452℃弹性体热失重速率最高,具有良好的热学性能。在成功合成了具有优良力学性能的聚氨酯弹性体后,由制备成功的高顺式HTPB通过氧化合成端羟羧聚丁二烯(HCTPB),在固化体系中引入HCTPB及Fe3+,由Fe3+和HCTPB络合形成交联网络使得弹性体的自修复性能得到很大提升。结果显示,在HCTPB加入占比6%时,制备的样条拉伸强度5.2 MPa,断裂伸长率877.8%,拉伸模量为9.43 MPa、韧性为28.88 MJ/m3、切断后80℃修复10 h,自修复率可达到92%。