文档名：光固化自修复聚氨酯弹性体制备及性能
摘要：光固化弹性体因其独特的物理化学性质而被广泛应用于柔性传感器、电子皮肤、生物医学等领域.然而目前市售光固化弹性体强度低,受损后难以实现自修复,极大限制了该类弹性材料的承载能力和应用范围.为解决上述问题,以甘油聚醚多元醇和异佛尔酮异氰酸酯作为分子结构中的软段和硬段,并以2-(叔丁基氨基)甲基丙烯酸乙酯(TBEMA)封端合成了具有动态受阻脲键(HUB)的聚(氨基甲酸酯)脲丙烯酸酯(PUUA)低聚物,然后将封端剂TBEMA作为稀释剂加入PUUA中以制备光敏树脂,通过探究PUUA预聚体和稀释剂比例对材料性能的影响,选出最优配比.之后将制备的光敏树脂进行3D打印,得到光固化自修复聚氨酯弹性体,并分析不同PUUA含量对弹性体性能的影响.结果表明,由于共聚物之间的共价交联及动态可逆和氢键等相互作用,当PUUA质量分数为50%时,弹性体表现出7.3MPa的高拉伸强度和1032%的断裂伸长率,并且在经历1000次的循环加载试验后仍保持稳定的力学性能,断裂的拉伸试样在自修复10h后拉伸强度的修复效率可达到86.6%.实验证明制备的弹性体具有优异的力学性能和出色的自修复能力,同时所具有的较低玻璃化转变温度使其可在低温环境下保持稳定的物理特性,显示了具有HUB的弹性体在柔性材料领域的潜在应用.
Abstract：Lightcuredelastomersarewidelyusedinfieldssuchasflexiblesensors,electronicskin,andbiomedicineduetotheiruniquephysicalandchemicalproperties.However,currentlyavailablelightcuredelastomershavelowmechanicalstrengthandaredifficultforself-repairingbyselfafterdamage,greatlylimitingtheload-bearingcapacityandapplicationrangeoftheelasticmaterials.Tosolvetheaboveproblems,poly(aminoformate)ureaacrylate(PUUA)oligomerwithdynamicallyhinderedureabond(HUB)wassynthesizedbyusingglycerolpolyetherpolyolandisophoroneisocyanateasthesoftandhardsegmentsinthemolecularstructure,and2-(tertbutylamino)methylmethacrylateethylester(TBEMA)astheendcappingagent.ThenTBEMAwasaddedasadiluenttoprepareaphotosensitiveresin,theoptimalratiowasselectedbyexploringtheinfluencesofPUUAprepolymeranddiluentratioonmaterialproperties.Afterwards,the3DprintingofthepreparedphotosensitiveresinwasdoneforpreparingUVcurableself-healingpolyurethaneelastomer,andtheeffectsofPUUAcontentsontheperformancesoftheelastomerwereanalyzed.Theresultsshowthat,duetothecovalentcrosslinking,dynamicreversibility,andhydrogenbondinginteractionsbetweencopolymers,theelas-tomerexhibitsahightensilestrengthof7.3MPaandaelongationatbreakof1032%.Afterundergoing1000cyclicloadingtests,itstillmaintainsstablemechanicalproperties.Therepairefficiencyofthetensilestrengthofthefracturedspecimencanreach86.6%afterself-healingfor10h.Experimentalresultshaveshownthatthepreparedelastomerexhibitsexcellentmechanicalpropertiesandself-healingability,whileitslowerglasstransitiontemperatureenablesittomaintainstablephysicalpropertiesinlow-temperatureenvironments,demonstratingpotentialapplicationoftheelastomerwithHUBinthefieldofflexiblematerials.
作者：曹升 何明辉 余敏 韩小瑜Author：CAOSheng HEMinghui YUMin HANXiaoyu
作者单位：浙江科技大学生物与化学工程学院,杭州310023
刊名：工程塑料应用 ISTICPKU
Journal：EngineeringPlasticsApplication
年，卷(期)：2024, 52(6)
分类号：TQ323.5
关键词：3D打印 自修复 弹性体 甘油聚醚 聚氨酯
Keywords：3Dprinting self-healing elastomer glycerolpolyether polyurethane
机标分类号：TQ326.3O631TU317.1
在线出版日期：2024年7月22日
基金项目：浙江省基础公益研究计划项目光固化自修复聚氨酯弹性体制备及性能[
期刊论文] 工程塑料应用--2024, 52(6)曹升 何明辉 余敏 韩小瑜光固化弹性体因其独特的物理化学性质而被广泛应用于柔性传感器、电子皮肤、生物医学等领域.然而目前市售光固化弹性体强度低,受损后难以实现自修复,极大限制了该类弹性材料的承载能力和应用范围.为解决上述问题,以甘油聚...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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