CN110372825A - 一种聚丙烯酰基甘氨酰胺-聚氨酯自修复弹性体 - Google Patents

一种聚丙烯酰基甘氨酰胺-聚氨酯自修复弹性体 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚丙烯酰基甘氨酰胺‑聚氨酯自修复弹性体，属于功能高分子材料技术领域。本发明利用甘氨酰胺盐酸盐与丙烯酰氯合成具有多重氢键作用的丙烯酰基甘氨酰胺单体NAGA；通过二异氰酸酯与聚二醇得到聚氨酯基体，将NAGA单体在聚氨酯基体中进行原位聚合后，制得具有自修复性的弹性体。本发明的聚氨酯弹性体与其他弹性体相比，不仅可在多重氢键作用下实现自修复或自愈合行为，且可分别在热刺激及水存在下实现自修复行为，具有较好的机械性能和修复效率，可用于日用品、建筑材料、防护材料、生物医用材料等领域。

Description

一种聚丙烯酰基甘氨酰胺-聚氨酯自修复弹性体
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯酰基甘氨酰胺-聚氨酯自修复弹性体，属于功能高分子材料领域。
背景技术
聚氨酯弹性体具有良好的耐磨性、力学性能，生物相容性、减震性，易加工成型等特点，因而受到广泛的关注与应用。虽然聚氨酯具有良好的性能，但由于其在生产和/或使用过程中易于受到损伤，从而会影响其使用性能及使用寿命。对聚氨酯的改性方法，目前已报道的有外援型及本征型两种。其中，外援型主要是微胶囊法，其主要问题除微胶囊的制备工艺及成本问题外，还有修复次数的限制；本征型则主要是在聚氨酯主链中引入包括二硫键、Diels-Alder(DA)反应基团等可逆键或作用力，虽然具有一定的强度，但是其修复需要外部刺激，甚至是复杂刺激才能使材料充分修复，且其修复实际上只在可逆组分部位进行，限制了聚氨酯材料的修复效率。因此，需要开发一种新型的，能够保证材料具有较好的力学性能、延长材料寿命的方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明以二苯甲烷二异氰酸酯及异佛尔酮二异氰酸酯与聚四氢呋喃二醇或聚乙二醇反应得到聚氨酯为基体，提供机械性能，利用聚丙烯酰基甘氨酰胺(PNAGA)提供多重氢键，与PNAGA及聚氨酯链段中的可形成氢键的组分作用，为弹性体提供自修复性能，制得具有自修复性能的弹性体。所得自修复复合弹性体可广泛应用在生物医药、航空航天、信息技术等领域中。
自修复材料作为一种智能材料而引起广泛关注。自修复材料，也称为自愈合材料，其在受到损伤后，可通过化学反应或达到可逆平衡修复自身，从而使其在修复甚至多次修复后仍具有与原始材料同样优异的性能。自修复材料可分为外援型自修复材料与本征型自修复材料。自修复材料性能的实现，使其在建筑材料、表面涂层、人造肌肉、药物传输系统、生物传感器和形状记忆材料等领域发挥着巨大的作用。氢键是一种较常见的动态分子间作用，可用于自修复体系的构筑。丙烯酰基甘氨酰胺是一种含有双酰胺基团的单体，因此可形成四重氢键，用于自修复材料的制备。本发明的聚氨酯主链中存在可形成氢键的结构，将其与氢键结合可制备具有自修复性能的弹性体。
本发明利用复合体系中多重氢键作用，赋予弹性体自修复性能的同时，一定程度上提高基体的机械性能，从而进一步延长弹性体的使用寿命，扩大其应用范围；
本发明的第一个目的在于提供一种聚丙烯酰基甘氨酰胺-聚氨酯自修复弹性体，其制备方法包括以下步骤：
(1)将熔融的聚二醇类化合物与异氰酸酯混合均匀，固化得到聚氨酯基材；所述异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的混合物，其中二苯甲烷二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为(1.5～4):1；
(2)将聚氨酯基材浸于光引发剂溶液中，然后取出在浸于丙烯酰基甘氨酰胺溶液中，加入光引发剂进行聚合，得到聚丙烯酰基甘氨酰胺-聚氨酯复合弹性体。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中，二苯甲烷二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比优选(3～4):1。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中聚二醇为聚四氢呋喃二醇、聚乙二醇或者聚四氢呋喃二醇-聚乙二醇复合体系。
在本发明的一种实施方式中，所述聚二醇优选聚四氢呋喃二醇、聚四氢呋喃二醇-聚乙二醇复合体系。进一步优选聚四氢呋喃二醇。
所述聚四氢呋喃二醇的结构式如下所示：
其中，n＝2～40。
所述聚乙二醇的结构式如下所示：
其中，a＝4～136。
所述聚四氢呋喃二醇-聚乙二醇复合体系的结构式如下所示：
其中，m＝1或3，b＝2～136。
在本发明的一种实施方式中，所述制备方法的步骤(1)中聚二醇与异氰酸酯的摩尔配比为(1.5～3):1。
在本发明的一种实施方式中，所述制备方法的步骤(1)中熔融的聚二醇类化合物是在120～150℃下加热熔融0.5～1.5h制备得到的。
在本发明的一种实施方式中，所述异氰酸酯是在聚二醇熔融降温至60～70℃后再加入。
在本发明的一种实施方式中，所述聚氨酯表示为PUA-X-Y，其中A表示聚二醇，用PTMG表示聚四氢呋喃二醇，PEG表示聚乙二醇，X表示聚二醇的分子量，Y表示二苯甲烷二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比。
在本发明的一种实施方式中，所述聚四氢呋喃二醇或聚乙二醇的分子量均为200～5000。
在本发明的一种实施方式中，所述制备方法的步骤(2)中光引发剂包括：2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、(2,4,6-三甲基苯甲酰氯)二苯基氧化膦(TPO)、4-氯二苯甲酮(CBP)、4-苯基二苯甲酮(PBZ)。
在本发明的一种实施方式中，所述制备方法的步骤(2)中丙烯酰基甘氨酰胺溶液的浓度为0.2～0.5mol/L。
在本发明的一种实施方式中，所述制备方法的步骤(2)中丙烯酰基甘氨酰胺溶液的介质包括甲醇、水中任意一种或两种混合。
在本发明的一种实施方式中，所述制备方法的步骤(2)中丙烯酰基甘氨酰胺溶液的介质为甲醇、水混合溶液时，甲醇与水的体积比为1:(4.5～6.5)。
在本发明的一种实施方式中，所述制备方法的步骤(2)中聚氨酯基材浸泡在光引发剂溶液中1h，之后浸泡在NAGA溶液中0.5h后，光引发聚合10～20min。
在本发明的一种弹性体，所述丙烯酰基甘氨酰的制备方法包括：在有机溶剂中，冰浴环境下加入甘氨酰胺盐酸盐和碱试剂，然后加入丙烯酰氯进行反应，得到丙烯酰基甘氨酰胺(NAGA)。所述有机溶剂包括乙醚、二乙醚中的一种或两种。所述丙烯酰氯是以丙烯酰氯溶液形式加入，所述溶液的溶剂为乙醚和/或二乙醚。所述碱试剂为碳酸钾。所述甘氨酰胺盐酸盐与丙烯酰氯的摩尔比为：1:(1.05～1.5)。
在本发明的一种实施方式中反应进行淬灭，然后萃取除去有机相，水溶液用乙醚洗涤三次，用木炭除色，然后用2M NaOH溶液将溶液的pH调节至中性，冷冻干燥并用乙醇/甲醇溶液洗涤，待溶剂蒸发后再用乙醇/甲醇溶液在145℃下重结晶，得到产物为丙烯酰基甘氨酰胺。所述乙醇与甲醇的体积比为(3～5):1。
在本发明的一种实施方式中，其制备方法具体包括如下步骤：
(1)合成单体丙烯酰基甘氨酰胺，表示为NAGA：
将冰乙醚和冰碳酸钾溶液相继加入冰甘氨酰胺盐酸盐中，再将丙烯酰氯的乙醚溶液加入上述溶液中并保持室温反应2h后，用6M盐酸将溶液pH调至2，除去有机相后，水溶液用乙醚洗涤三次，用木炭除色，然后用2M NaOH溶液将溶液的pH调节至中性，冷冻干燥并用乙醇/甲醇溶液洗涤，待溶剂蒸发后再用乙醇/甲醇溶液在145℃下重结晶，得到产物为丙烯酰基甘氨酰胺，表示为NAGA；其中，甘氨酰胺盐酸盐与丙烯酰氯的摩尔比例为：1:1.05～1.5，乙醇与甲醇的体积比为3～5:1；
(2)聚氨酯基材的制备：
将聚二醇聚四氢呋喃二醇或聚乙二醇或聚四氢呋喃二醇与聚乙二醇的混合物在130℃下加热熔融0.5h，待温度降低至70℃后加入异佛尔酮二异氰酸酯，反应2h后再加入二苯甲烷二异氰酸酯，搅拌5min后，将所得混合物浇至模具中，在50℃烘箱中固化12h，得到聚氨酯基材，所得聚氨酯表示为PUA-X-Y，其中A表示聚二醇，用PTMG表示聚四氢呋喃二醇，PEG表示聚乙二醇，X表示聚二醇的分子量，Y表示二苯甲烷二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比；其中，聚四氢呋喃二醇或聚乙二醇的分子量为：200～5000，聚二醇与异氰酸酯的摩尔配比为：1.5～3:1，二苯甲烷二异氰酸酯及异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔配比为：1.5～4:1；
(3)PNAGA/PUA-X-Y弹性体的制备：
将所得聚氨酯浸泡在含有光引发剂的甲醇溶液中1h，之后浸泡在NAGA的甲醇与去离子水的混合溶液中0.5h后，光引发聚合20min，再利用甲醇和去离子水分别清洗3次后，在去离子水中浸泡24h，每4h换一次水，得到聚丙烯酰基甘氨酰胺-聚氨酯复合弹性体，表示为PNAGA/PUA-X-Y；光引发剂的浓度为1.7～2.5μL/mL，丙烯酰基甘氨酰胺的浓度为0.2～0.5mol/L，甲醇与去离子水的体积比为1:4.5～6.5。
本发明的第二个目的是将上述的聚丙烯酰基甘氨酰胺-聚氨酯自修复弹性体应用于生物医药、航空航天、信息技术领域中。如，可将该自修复弹性体用于医用支架或设备的制备，在提供其必要的机械性能的同时，能够避免其因各种腐蚀或侵蚀造成的器材损耗；用于桥梁骨架的制备，可为其提供一定的缓冲功能，同时，由于该自修复材料中含有多重氢键作用可望用于在水中直接修复；此外，该自修复弹性体还可用于交通工具的保险杠或外壳材料的制备等。
本发明的有益效果：
本发明利用不同异氰酸酯及聚二醇制备聚氨酯基材，通过调节二苯甲烷二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比、聚二醇种类，可以对弹性体材料的机械性能及自修复性能进行调节，利用光聚合的方式简洁、快速的使丙烯酰基甘氨酰胺在弹性体基材中原位聚合，为合成自修复弹性体提供一种新方法。
本发明弹性体利用丙烯酰基甘氨酰胺中多重氢键的动态可逆作用，可以使所得PNAGA链段与基体聚氨酯链段醚键结构作用，赋予弹性体自修复性能。本发明弹性体的机械性能显著提高，应力均达1.45MPa以上，较高可达8.95MPa；应变均达412％以上，较高可达1842％；且具有优异自修复性能，可在加热条件下实现自修复，可广泛用于日用品、建筑材料、防护材料、生物医用材料等领域。
附图说明
图1PUPTMG-2000-3:1及PNAGA/PUPTMG-2000-3:1弹性体的应力应变曲线；
图2实施例1所得PNAGA/PUPTMG-2000-3:1弹性体在加热3h后的热修复光学图。
具体实施方式
在下述实施例中，聚氨酯表示为PUA-X-Y，聚丙烯酰基甘氨酰胺-聚氨酯表示为PNAGA/PUA-X-Y；其中A表示聚二醇，用PU表示聚氨酯，PNAGA表示聚丙烯酰基甘氨酰胺，X表示聚二醇的分子量，Y表示二苯甲烷二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比。
实施例1.自修复弹性体PNAGA/PUPTMG-2000-3:1的制备
(1)NAGA单体的制备：甘氨酰胺盐酸盐(0.095mol)加入置于冰浴中的三口烧瓶中，通氮气，加入10ml冰水，搅拌至完全溶解。40ml冰乙醚和55ml 2M冰碳酸钾溶液相继加入烧瓶中，将0.10mol丙烯酰氯溶于40ml乙醚中，并加入上述混合溶液中，然后室温反应2h。用6M盐酸溶液将溶液pH调至2，除去有机相后，水溶液用乙醚洗涤三次，用木炭除去溶液颜色，然后用2M NaOH溶液将溶液的pH调节至中性，冷冻干燥再用乙醇/甲醇(4/1,v/v)溶液洗涤，待溶剂蒸发后用乙醇/甲醇(4/1,v/v)溶液在145℃下溶解，重结晶，得到纯NAGA。
(2)聚氨酯的制备：将15g PTMG2000置于反应器中，在130℃下加热熔融0.5h，之后将体系温度降低至70℃，加入0.795mL异佛尔酮二异氰酸酯，反应2h；之后加入2.815g二苯甲烷二异氰酸酯(二苯甲烷二异氰酸酯:异佛尔酮二异氰酸酯＝3:1)，搅拌5min后，将所得混合物浇至模具中，在50℃烘箱中固化12h，得到聚氨酯基底备用，所得聚氨酯表示为PUPTMG-2000-3:1。
(3)PNAGA/PU复合弹性体的制备：将所得聚氨酯浸泡在2.0μL/mL光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的甲醇溶液中1h，之后浸泡在0.25mol/L NAGA的甲醇与去离子水的混合溶液(甲醇与水的体积比为1:5)中0.5h后，光引发聚合20min，再利用甲醇和去离子水分别清洗3次后，在去离子水中浸泡24h，每4h换一次水，得到PNAGA与PU的复合弹性体，表示为PNAGA/PUPTMG-2000-3:1。
实施例2自修复弹性体PNAGA/PUPTMG-1000-3:1的制备
(1)NAGA单体的制备：甘氨酰胺盐酸盐(0.095mol)加入置于冰浴中的三口烧瓶中，通氮气，加入10ml冰水，搅拌至完全溶解。40ml冰乙醚和55ml 2M冰碳酸钾溶液相继加入烧瓶中，将0.10mol丙烯酰氯溶于40ml乙醚中，并加入上述混合溶液中，然后室温反应2h。用6M盐酸溶液将溶液pH调至2，除去有机相后，水溶液用乙醚洗涤三次，用木炭除去溶液颜色，然后用2M NaOH溶液将溶液的pH调节至中性，冷冻干燥再用乙醇/甲醇(4/1,v/v)溶液洗涤，待溶剂蒸发后，用乙醇/甲醇(4/1,v/v)溶液在145℃下溶解，重结晶，得到纯NAGA。
(2)聚氨酯的制备：将7.5g PTMG1000置于反应器中，在130℃下加热熔融0.5h，之后将体系温度降低至70℃，加入0.795mL异佛尔酮二异氰酸酯，反应2h；之后加入2.815g二苯甲烷二异氰酸酯(二苯甲烷二异氰酸酯:异佛尔酮二异氰酸酯＝3:1)，搅拌5min后，将所得混合物浇至模具中，在50℃烘箱中固化12h，得到聚氨酯基底备用，所得聚氨酯表示为PUPTMG-1000-3:1。
(3)PNAGA/PU复合弹性体的制备：将所得聚氨酯浸泡在2.0μL/mL光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的甲醇溶液中1h，之后浸泡在0.25mol/L NAGA的甲醇与去离子水的混合溶液(甲醇与水的体积比为1:5)中0.5h后，光引发聚合20min，再利用甲醇和去离子水分别清洗3次后，在去离子水中浸泡24h，每4h换一次水，得到PNAGA与PU的复合弹性体，表示为PNAGA/PUPTMG-1000-3:1。
实施例3自修复弹性体PNAGA/PUPTMG-2000-4:1的制备
(1)NAGA单体的制备：甘氨酰胺盐酸盐(0.095mol)加入置于冰浴中的三口烧瓶中，通氮气，加入10ml冰水，搅拌至完全溶解。40ml冰乙醚和55ml 2M冰碳酸钾溶液相继加入烧瓶中，将0.10mol丙烯酰氯溶于40ml乙醚中，并加入上述混合溶液中，然后室温反应2h。用6M盐酸溶液将溶液pH调至2，除去有机相后，水溶液用乙醚洗涤三次，用木炭除去溶液颜色，然后用2M NaOH溶液将溶液的pH调节至中性，冷冻干燥再用乙醇/甲醇(4/1,v/v)溶液洗涤，待溶剂蒸发后用乙醇/甲醇(4/1,v/v)溶液在145℃下溶解，重结晶，得到纯NAGA。
(2)聚氨酯的制备：将15g PTMG2000置于反应器中，在130℃下加热熔融0.5h，之后将体系温度降低至70℃，加入0.635mL异佛尔酮二异氰酸酯，反应2h；之后加入3.003g二苯甲烷二异氰酸酯(二苯甲烷二异氰酸酯:异佛尔酮二异氰酸酯＝4:1)，搅拌5min后，将所得混合物浇至模具中，在50℃烘箱中固化12h，得到聚氨酯基底备用，所得聚氨酯表示为PUPTMG-2000-4：1。
(3)PNAGA/PU复合弹性体的制备：将所得聚氨酯浸泡在2.0μL/mL光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的甲醇溶液中1h，之后浸泡在0.25mol/L NAGA的甲醇与去离子水的混合溶液(甲醇与水的体积比为1:5)中0.5h后，光引发聚合20min，再利用甲醇和去离子水分别清洗3次后，在去离子水中浸泡24h，每4h换一次水，得到PNAGA与PU的复合弹性体，表示为PNAGA/PUPTMG-2000-4:1。
实施例4自修复弹性体PNAGA/PUPEG-2000-3:1的制备
(1)NAGA单体的制备：甘氨酰胺盐酸盐(0.095mol)加入置于冰浴中的三口烧瓶中，通氮气，加入10ml冰水，搅拌至完全溶解。40ml冰乙醚和55ml 2M冰碳酸钾溶液相继加入烧瓶中，将0.10mol丙烯酰氯溶于40ml乙醚中，并加入上述混合溶液中，然后室温反应2h。用6M盐酸溶液将溶液pH调至2，除去有机相后，水溶液用乙醚洗涤三次，用木炭除去溶液颜色，然后用2M NaOH溶液将溶液的pH调节至中性，冷冻干燥再用乙醇/甲醇(4/1,v/v)溶液洗涤，待溶剂蒸发后用乙醇/甲醇(4/1,v/v)溶液在145℃下溶解，重结晶，得到纯NAGA。
(2)聚氨酯的制备：将15g PEG2000置于反应器中，在130℃下加热熔融0.5h，之后将体系温度降低至70℃，加入0.795mL异佛尔酮二异氰酸酯，反应2h；之后加入2.815g二苯甲烷二异氰酸酯(二苯甲烷二异氰酸酯:异佛尔酮二异氰酸酯＝3:1)，搅拌5min后，将所得混合物浇至模具中，在50℃烘箱中固化12h，得到聚氨酯基底备用，所得聚氨酯表示为PUPEG-2000-3:1。
(3)PNAGA/PU复合弹性体的制备：将所得聚氨酯浸泡在2.0μL/mL光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的甲醇溶液中1h，之后浸泡在0.25mol/L NAGA的甲醇与去离子水的混合溶液(甲醇与水的体积比为1:5)中0.5h后，光引发聚合20min，再利用甲醇和去离子水分别清洗3次后，在去离子水中浸泡24h，每4h换一次水，得到PNAGA与PU的复合弹性体，表示为PNAGA/PUPEG-2000-3:1。
实施例5自修复弹性体PNAGA/PUPTMG0.5-PEG0.5-2000-3:1的制备
(1)NAGA单体的制备：甘氨酰胺盐酸盐(0.095mol)加入置于冰浴中的三口烧瓶中，通氮气，加入10ml冰水，搅拌至完全溶解。40ml冰乙醚和55ml 2M冰碳酸钾溶液相继加入烧瓶中，将0.10mol丙烯酰氯溶于40ml乙醚中，并加入上述混合溶液中，然后室温反应2h。用6M盐酸溶液将溶液pH调至2，除去有机相后，水溶液用乙醚洗涤三次，用木炭除去溶液颜色，然后用2MNaOH溶液将溶液的pH调节至中性，冷冻干燥再用乙醇/甲醇(4/1,v/v)溶液洗涤，待溶剂蒸发后，用乙醇/甲醇(4/1,v/v)溶液在145℃下溶解，重结晶，得到纯NAGA。
(2)聚氨酯的制备：将15g聚二醇2000(PEG:PTMG＝1:1)置于反应器中，在130℃下加热熔融0.5h，之后将体系温度降低至70℃，加入0.795mL异佛尔酮二异氰酸酯，反应2h；之后加入2.815g二苯甲烷二异氰酸酯(二苯甲烷二异氰酸酯:异佛尔酮二异氰酸酯＝3:1)，搅拌5min后，将所得混合物浇至模具中，在50℃烘箱中固化12h，得到聚氨酯基底备用，所得聚氨酯表示为PUPTMG0.5-PEG0.5-2000-3:1。
(3)PNAGA/PU复合弹性体的制备：将所得聚氨酯浸泡在2.0μL/mL光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的甲醇溶液中1h，之后浸泡在0.25mol/L NAGA的甲醇与去离子水的混合溶液(甲醇与水的体积比为1:5)中0.5h后，光引发聚合20min，再利用甲醇和去离子水分别清洗3次后，在去离子水中浸泡24h，每4h换一次水，得到PNAGA与PU的复合弹性体，表示为PNAGA/PUPTMG0.5-PEG0.5-2000-3:1。
实施例6自修复弹性体PNAGA/PUPTMG-2000-1.5:1的制备
参照实施例1，将步骤(2)中异佛尔酮二异氰酸酯与二苯甲烷二异氰酸酯的摩尔比替换为1.5：1，其他条件不变，制备得到自修复弹性体PNAGA/PUPTMG-2000-1.5:1。
对实施例1-6所得复合弹性体的机械性能及修复效果进行测定，结果如表1所示。
机械性能测定方法：将实施例1-6制备得到的复合弹性体裁成哑铃状样条，利用双立柱台式试验机进行拉伸测试，拉伸速率为20mm/min。
热修复效率：利用裁刀将样条从中间切开后，使断面相互接触后，置于50℃烘箱中加热修复3h；然后利用双立柱台式试验系统分别对修复前后弹性体进行拉伸测试，修复前弹性体的断裂应力为σ原始，修复后弹性体的断裂应力为σ热修复，则热修复效率η热修复可用以下公式计算：
表1实施例1-6所得不同复合弹性体的机械性能及修复性能结果
由表1可知，实施例1得到的自修复弹性体PNAGA/PUPTMG-2000-3:1的应力及应变数值最高，修复性能也非常好；实施例2得到的自修复弹性体PNAGA/PUPTMG-1000-3:1的热修复效率最高，结合弹性体的机械性能及热修复性能，实施例1得到的弹性体修复后机械性能更好。实施例5得到的自修复弹性体PNAGA/PUPTMG0.5-PEG0.5-2000-3:1的热修复效率相对较高，但其初始机械性能较差，导致修复后材料的性能较差。实施例4及实施例6得到的弹性体具有较好的热修复性能。
对比实施例1
参照实施例1，将步骤(2)中的异佛尔酮二异氰酸酯-二苯甲烷二异氰酸酯混合体系分别替换为等摩尔量的异佛尔酮二异氰酸酯或者等摩尔量的二苯甲烷二异氰酸酯，其他条件不变，制备得到复合弹性体。所得材料的机械性能如表4所示。
表4对比例1所得材料的性能结果
其中，100％异佛尔酮二异氰酸酯利用本专利制备方法无法形成有效弹性体，没有应力、应变和修复性能结果。而100％二苯甲烷二异氰酸酯虽然能够形成具有一定应力的弹性体，但是应变能力较差，且经热修复后无机械性能，易断裂，没有修复效率。

Claims (10)

1.一种聚丙烯酰基甘氨酰胺-聚氨酯自修复弹性体，其特征在于，所述的自修复弹性的制备方法包括如下步骤：
(1)将熔融的聚二醇类化合物与异氰酸酯混合均匀，固化得到聚氨酯基材；所述异氰酸酯为二苯甲烷二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的混合物，其中二苯甲烷二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为(1.5～4):1；
(2)将聚氨酯基材浸于光引发剂溶液中，然后取出在浸于丙烯酰基甘氨酰胺溶液中，聚合得到聚丙烯酰基甘氨酰胺-聚氨酯复合弹性体。
2.根据权利要求1所述的自修复弹性体，其特征在于，所述步骤(1)中，二苯甲烷二异氰酸酯与异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为(3～4):1。
3.根据权利要求1所述的自修复弹性体，其特征在于，所述的聚二醇类化合物为聚四氢呋喃二醇，聚乙二醇，或者聚四氢呋喃二醇-聚乙二醇复合体系。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚二醇类化合物为聚四氢呋喃二醇，或者聚四氢呋喃二醇-聚乙二醇复合体系。
5.根据权利要求1-4任一所述的自修复弹性体，其特征在于，所述的聚二醇类化合物与异氰酸酯的摩尔配比为(1.5～3):1。
6.根据权利要求1-5任一所述的自修复弹性体，其特征在于，所述的丙烯酰基甘氨酰胺溶液的浓度为0.2～0.5mol/L。
7.根据权利要求1-6任一所述的自修复弹性体，其特征在于，所述异氰酸酯是在聚二醇熔融降温至60～70℃后再加入。
8.根据权利要求1-7任一所述的自修复弹性体，其特征在于所述制备方法的步骤(2)中聚氨酯基材浸泡在光引发剂溶液中1h，之后浸泡在丙烯酰基甘氨酰胺溶液中0.5h后，光引发聚合10～20min。
9.权利要求1-8任一所述的自修复弹性体在生物医药、航空航天、信息技术领域中的应用。
10.权利要求1-8任一所述的自修复弹性体在制备医用支架或设备、桥梁骨架、交通工具的保险杠或外壳材料中的应用。
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