摘要：随着智能化时代的迅速发展,具有多功能或多响应的智能材料受到高度关注.但如何将多个智能单元以协同模式结合到单一系统中仍是研究者面临的巨大挑战.本文设计合成了一种新型聚氨酯动态交联网络,该材料能够以独立的方式和协同作用模式呈现形状记忆效应和自修复效应.为了实现这一目标,本文选择了聚四氢呋喃作为软链段以确保聚合物链具有良好的运动性,同时将动态共价键二硫键引入聚氨酯的主链中以实现材料在温和条件下的自修复.此外,通过有效调节二硫键含量、交联度和网络结构,获得了较宽的玻璃化转变温度(T_g),使网络具有两重、三重甚至四重形状的记忆效应.在此基础上,利用该材料的形状回复和修复的外界刺激条件的高度吻合,同时实现了材料修复和回复,拓宽了材料的应用范围.

摘要：自修复材料具有优异的使用安全性、更长的寿命、节能和对环境更低的影响等优势,因此受到研究者高度关注.超分子相互作用以其优异的可逆性和对环境刺激的快速响应性,在自修复材料中得到广泛应用.但如何通过合理的分子结构设计获得兼具优异机械性能和自修复能力的高分子材料仍是研究者面临的巨大挑战.本文通过将脲基嘧啶酮(UPy)基团引入到聚丙二醇(PPG)链段中,并精确调控其微相结构,得到了一种强韧的可自修复聚氨酯弹性体PPG-mUPy.聚合物链段中的UPy基团通过二聚形成四重氢键,不仅可以诱导相分离从而形成软硬段结构,还可通过π-π堆积相互作用,在环境温度下形成稳定的微晶,进一步提高聚氨酯材料的机械强度.此外,柔性PPG链段上氨基甲酸酯基团之间存在的弱氢键,赋予了材料超韧特性.通过温度调控启动微晶熔融,释放UPy的可逆特性,赋予材料优异的自修复性能.通过调控PPG链段长度、各组分含量及微观形态,得到综合性能最优样品PPG1000-mUPy50%,其拉伸强度可达20.62 MPa,强度修复效率可达93%.该方法为开发高强高韧自修复高分子材料提供了新的思路.