基于亞胺鍵和二硫鍵室溫自愈合水性聚氨酯的制備及性能

自2020年中國(guó)提出碳達(dá)峰，碳中和的目標(biāo)，到2022年的全國(guó)兩會(huì)上，“雙碳”成為關(guān)注度最高的話題之一，節(jié)能減排、綠色發(fā)展越來(lái)越受到重視，聚氨酯作為一類使用廣泛的產(chǎn)品，也逐漸從溶劑型向更加環(huán)保的水性聚氨酯（WPU）轉(zhuǎn)變。在外界環(huán)境的影響下，聚氨酯會(huì)產(chǎn)生微裂紋，進(jìn)而影響其性能。制備具有自愈功能的聚氨酯是解決問(wèn)題的有效手段。近年來(lái)，無(wú)需任何刺激的室溫自修復(fù)聚氨酯越來(lái)越受到研究人員的關(guān)注。本文擬采用水楊醛和2,2-二氨基二苯硫醚反應(yīng)來(lái)制備同時(shí)含有芳香二硫鍵和芳香席夫堿鍵的雙重動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵，將其作為擴(kuò)鏈劑引入到聚氨酯中，并用2,2-二氨基二苯硫醚代替合成的席夫堿作為對(duì)比，考察含有雙重動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵的聚氨酯膠膜在室溫下的自愈合行為。摘要：以水楊醛和2,2-二氨基二苯二硫醚為原料，合成了含有芳香二硫鍵的水楊醛縮2,2-二氨基二苯二硫醚雙席夫堿（簡(jiǎn)稱席夫堿），將合成的席夫堿和聚四氫呋喃醚二醇、異佛爾酮二異氰酸酯、2,2-二羥甲基丁酸和1,4-丁二醇反應(yīng)，制備了一系列席夫堿自愈合水性聚氨酯（SWPU）。通過(guò)1HNMR、FTIR對(duì)合成的席夫堿和SWPU膠膜進(jìn)行了表征，采用劃痕自愈合測(cè)試和自愈合測(cè)試對(duì)SWPU膠膜自愈合能力進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，合成了具有芳香亞胺鍵和芳香二硫鍵的水性聚氨酯。SWPU-2（其中，希夫堿為反應(yīng)單體物質(zhì)的量的8.1%）膠膜的劃痕自愈合效果和自愈合率最佳，室溫下愈合12h后，劃痕消失；室溫下愈合24h后，愈合率可以達(dá)到95.8%。結(jié)論以水楊醛和2,2-二氨基二苯二硫醚合成了含有芳香二硫鍵的席夫堿，通過(guò)改變席夫堿的含量，制備了一系列SWPU乳液。經(jīng)過(guò)自愈合測(cè)試和乳液性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)，SWPU-2的綜合性能最好，乳液性能穩(wěn)定；被劃傷的聚氨酯膠膜在室溫下愈合12h后，劃痕完全消失；當(dāng)聚氨酯膠膜被完全切斷后，在室溫下放置24h后，SWPU-2自愈率可達(dá)到95.8%。除SWPU-0和DWPU之外，SWPU-1和SWPU-3也表現(xiàn)出較優(yōu)的自愈合效果。SWPU-3膠膜經(jīng)破碎處理后，在60℃、5MPa熱壓處理10min后，膠膜重新變得均一，拉伸強(qiáng)度恢復(fù)到原樣的92.8%。二硫鍵和亞胺鍵的雙重動(dòng)