近日,學(xué)院吳錦榮教授團隊報道了一種室溫下能快速修復(fù)的玻璃態(tài)超支化聚氨酯(UGPU)。在這項工作中,研究人員通過偶聯(lián)單體法反應(yīng)得到了具有無環(huán)雜原子鏈和超支化結(jié)構(gòu)的聚氨酯材料。這種獨特的分子結(jié)構(gòu)將超支化聚合物的高分子運動性與聚氨酯的多重氫鍵相結(jié)合,構(gòu)成了基于脲鍵、氨基甲酸酯鍵和支化末端羥基的高密度氫鍵網(wǎng)絡(luò)。UGPU的拉伸強度高達70 MPa,儲能模量2.5 GPa,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度遠高于室溫(53 ℃),因此,UGPU是一種剛性的透明玻璃態(tài)塑料。
UGPU具有優(yōu)異自修復(fù)能力,其在受壓下可以實現(xiàn)玻璃態(tài)自修復(fù)。同時,研究人員發(fā)現(xiàn),極其微量的水分(16 μg/mm2)作用于UGPU的斷面,即可以顯著加速修復(fù)速度,使UGPU在一分鐘內(nèi)恢復(fù)26.4 MPa的抗拉強度和超過80%的楊氏模量,這創(chuàng)下了自修復(fù)材料的歷史記錄。而且修復(fù)后的樣品可抵抗10 MPa的蠕變測試,足以滿足結(jié)構(gòu)件受損后快速修復(fù)并繼續(xù)服役的應(yīng)用需求