Page 89 - 《精细化工》2022年第12期

第 12 期 袁 野，等: 基于亚胺键和二硫键室温自愈合水性聚氨酯的制备及性能 ·2455·

直增加，愈合率呈先增加后减小的趋势，这是因为， 3 结论
不同聚氨酯线性链段之间亚胺键彼此形成了弱氢
键，增加了聚氨酯的力学性能，而二硫键键能较低， 以水杨醛和 2,2-二氨基二苯二硫醚合成了含有
比 C—C 键和 C—H 键弱 40%左右，使得聚氨酯胶 芳香二硫键的席夫碱，通过改变席夫碱的含量，制
膜在室温下更容易愈合，随着亚胺键含量的增加， 备了一系列 SWPU 乳液。经过自愈合测试和乳液性
胶膜的拉伸强度不断增加，同时更多的氢键限制了 能测试发现，SWPU-2 的综合性能最好，乳液性能
链的移动，胶膜的愈合率表现为先增加后减小的趋 稳定；被划伤的聚氨酯胶膜在室温下愈合 12 h 后，
势。SWPU-1 胶膜有较弱的机械性能，较高的链迁 划痕完全消失；当聚氨酯胶膜被完全切断后，在室
移率，经过 24 h 的愈合后，愈合率能达到 89.2%； 温下放置 24 h 后，SWPU-2 自愈率可达到 95.8%。
随着亚胺键和二硫键含量的增加，SWPU-2 的愈合 除 SWPU-0 和 DWPU 之外，SWPU-1 和 SWPU-3 也
率提高到了 95.8%；当亚胺键的含量继续提高，亚 表现出较优的自愈合效果。SWPU-3 胶膜经破碎处
胺键之间形成的氢键增加了链与链之间的交联，增 理后，在 60 ℃、5 MPa 热压处理 10 min 后，胶膜
强了力学性能，同时使得链段在室温下的迁移率下 重新变得均一，拉伸强度恢复到原样的 92.8%。二
降，表现为聚氨酯的愈合率逐渐下降。因此， SWPU-2 硫键和亚胺键的双重动态共价键的引入显著提高了
在力学性能和愈合率之间取得了较好的平衡，在室 SWPU 胶膜的自愈合能力，该工艺简单环保，具有
温下愈合 24 h 后愈合率可达到 95.8%。 一定的应用前景。
聚氨酯经过固化成膜后一般很难进行再加工，
而具有自愈合能力的胶膜兼具再加工的能力。胶膜 参考文献：
剪碎后，在 60 ℃下经 5 MPa 压力热压 10 min 后， [1] LIU C (刘超), XUE X (薛新), YIN Q (殷青), et al. Research
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SWPU-1 和 SWPU-2 紧紧黏附于热压模具上，不易 bond[J]. Fine Chemicals (精细化工), 2022, 39(3): 454-460, 547.
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SWPU-3 作为研究对象。图 11a 为 SWPU-3 破碎的 waterborne polyurethane coatings[J]. Journal of Coatings Technology
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膜拉伸强度 和断裂伸长 率分别为 1.84 MPa 和 silicate/polyurethane microcapsules synthesized for enhancing
1309.1%，胶膜在 60 ℃下，链段的迁移率升高，二 self-healing ability of cementitious materials: Optimization of stirring
speeds and evaluation of self-healing efficiency[J]. Journal of
硫键和亚胺键加快交换，胶膜自愈合。在 60 ℃下 Building Engineering, 2021, 39: 102279.
热压处理 10 min，SWPU-3 胶膜愈合率达到 92.8%， [4] FATHI F H, JAVIDI M. Self-healing and corrosion performance of
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间接反映了胶膜较强的自愈合能力。
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