自修复聚氨酯/银纳米线复合材料的制备与性能研究

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中文摘要：柔性传感器具有良好的灵敏度和良好的可拉伸性，但在实际应用中往往要经历不断的机械变形，容易发生疲劳损伤或意外损伤，影响器件的使用寿命和运行的可靠性。制备具有自修复性能的柔性传感器已成为近年来国内研究者关注的热点之一。因此，本论文基于超分子作用和动态共价键构筑了自修复和可闭环回收的聚氨酯柔性传感器，具体研究内容如下: (1)利用多重氢键和动态脲键设计制备了聚氨酯(PTU)基柔性传感器(PTU/AgNWs)。基于多重氢键-动态脲键的超分子共价自适应网络赋予了PTU高强度和高韧性，其拉伸强度、断裂伸长率和韧性可达30.1MPa、1153％和113.6MJ/m3。多重氢键的动态解离和重组以及动态脲键的动态可逆性使PTU具有室温自修复性能,PTU在室温下修复24h后机械性能的修复效率达99％。同时，超分子共价自适应网络赋予了PTU室温可闭环回收性能，回收后的PTU力学性能保持率达91％。柔性传感器PTU/AgNWs在重复拉伸、扭曲及弯曲过程中保持了良好的导电性，可检测人体如手指和肘部等部位的运动，并在室温下实现了PTU和AgNWs的闭环回收。 (2)利用含UPy的端乙烯基超支化聚酯(IAHBP-UPy)、2,2''-(1,4-苯基)-双[4-巯基-1,3,2-二氧杂硼烷](BDB)和聚氨酯丙烯酸酯(PUA)通过硫醇-烯烃点击反应制备了基于多重氢键和动态硼酸酯键的基于光固化聚氨酯(UV-PU)的柔性传感器(UV-PU/AgNWs)。多重氢键和动态硼酸酯键赋予UV-PU优良的自修复性能,UV-PU室温修复24h后的拉伸强度、断裂伸长和韧性的修复效率达92％、96％和89％。超分子共价自适应网络赋予其可降解性能，此外，UV-PU可闭环回收得到原料单体1,4-苯二硼酸(PDA)和端羟基聚酯型低聚物。柔性传感器UV-PU/AgNWs在重复拉伸时仍保持良好的导电性，在受到破坏后其导电性能可在室温修复24h后完全恢复，并能在室温下化学回收得到原料单体1,4-苯二硼酸(PDA)、端羟基聚酯型低聚物和AgNWs。

作者：

龚张洁

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关键词：

超支化聚合物聚氨酯银纳米线超分子共价自适应网络多重氢键回收利用

授予学位：

硕士

学科专业：

材料与化工

导师：

张俊珩

学位年度：

2023

学位授予单位：

中南民族大学

语种：

中文

中图分类号：