聚氨酯型可自修复涂料的制备及性能研究

目的制备一种具有自修复性的涂料,评价并分析涂层的自修复机理和自修复效率。方法通过预聚体法,将聚己内酯和异佛尔酮二异氰酸酯在氮气气氛预聚后,降温加入双硫扩链剂和交联剂反应,在得到的产物中加入溶剂、消泡剂、流平剂等,得到聚酯型聚氨酯可自修复涂料。采用红外和拉曼光谱进行化学结构表征,采用百格实验和邵氏硬度计进行附着力和硬度测定,通过三维视频显微镜和拍照记录涂层在不同温度、不同损伤程度和不同厚度下的自修复时间,考察该涂层的自修复性能。采用热重分析仪对样品进行热性能表征。结果拉曼光谱中510 cm^-1处S—S键的特征峰和640 cm^-1处C—S键的特征峰清晰可见,涂料的附着力为1级,邵A硬度为73。自修复速率随温度升高而加快,自修复时间从室温下300 min,缩短至100℃下5 min,不同厚度和不同损伤程度涂层的自修复能力不同。热重分析表明,该涂层的热稳定性随交联程度的增加而提高,所有涂层的热分解温度都高于334.6℃。结论具有自修复功能的双硫键被成功引入聚氨酯结构中,得到的自修复涂层的硬度和热稳定性均满足常规使用要求,该涂层的自修复能力受修复温度、涂层厚度和损伤程度的影响明显。

GAP基自修复粘结剂的制备及性能

为了延长粘结剂的储存寿命,采用一步法将具有可自修复性能的双硫官能团引入叠氮粘结剂中,首次合成了具有自修复性能的聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基自修复粘结剂。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和光学显微镜对其结构和表面形貌进行表征,在此基础上,通过自修复前后拉伸强度的变化,考察了不同自修复温度和不同自修复时间下的自修复效率。结果显示:合成的GAP基自修复粘结剂具有聚氨酯结构,60℃下24 h后表面裂纹基本愈合完全。提高自修复温度和延长自修复时间,均有助于提高体系的自修复效率。同时随着交联剂质量分数的增加,自修复效率先提高后降低,其中交联剂质量分数为8%的配方,自修复效率可达98.2%,相对于自修复效率为61.7%的对比样,表明双硫官能团的引入能够提高体系的自修复效率。