CN115417965A - 一种遥爪型聚氨酯及其制备方法和应用 - Google Patents
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- C08G18/753—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group containing one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group having a primary carbon atom next to the isocyanate or isothiocyanate group
- C08G18/755—Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group containing one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group having a primary carbon atom next to the isocyanate or isothiocyanate group and at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to a secondary carbon atom of the cycloaliphatic ring, e.g. isophorone diisocyanate
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Abstract
本发明提供了一种遥爪型聚氨酯及其制备方法和应用，属于聚氨酯材料技术领域。本发明受神经元启发的遥爪型高强韧聚氨酯，通过将2‑氨基‑4‑羟基‑6‑甲基嘧啶中的脲基嘧啶酮基团引入到聚酯多元醇链段中，并调控其微相结构，得到了一种高强高韧聚氨酯弹性体材料。聚合物链段中的脲基嘧啶酮基团通过二聚形成四重氢键网络以及其可逆特性，不仅可诱导相分离、有助于实现巨大的能量耗散，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提高聚氨酯材料的机械强度，而聚合物链的软段上存在着丰富的弱氢键作用，赋予了材料超高的韧性。
Description
技术领域
本发明涉及聚氨酯材料技术领域，尤其涉及一种遥爪型聚氨酯及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，聚氨酯因其卓越的综合性能、可回收性和广阔的应用前景而备受关注。聚氨酯作为一类新兴的高分子材料，具有优异的耐磨、耐臭氧、耐低温及耐腐蚀性等优点，在航空航天、汽车、纺织、建筑、医疗、智能检测等领域具有广泛的应用前景。
然而，传统的聚氨酯材料由于材料的强度与韧性固有的矛盾，而极大的限制了材料在汽车涂层、可穿戴电子设备、软体机器人、柔性电子、生物医学等领域的实际应用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种遥爪型聚氨酯及其制备方法和应用。本发明制得的遥爪型聚氨酯兼具韧性和强度。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种遥爪型聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
将聚酯多元醇、聚醚胺和二胺类扩链剂混合，得到混合液；
将所述混合液、二异氰酸酯、催化剂和有机溶剂混合进行预聚反应，得到聚氨酯预聚物；
将所述聚氨酯预聚物、2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶和有机溶剂混合进行第一加成反应，得到加成产物；
将所述加成产物、交联剂和有机溶剂混合进行第二加成反应，得到所述遥爪型聚氨酯。
优选地，所述聚酯多元醇、聚醚胺、二异氰酸酯、2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶和交联剂的摩尔比为3～30：3～30：9～90：3～30：1～10。
优选地，所述聚酯多元醇的平均分子量为1000～3000，所述聚酯多元醇包括聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇和聚酯多元醇中的一种或多种。
优选地，所述二异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。
优选地，所述预聚反应的温度为60～100℃，时间为2～3h，所述预聚反应在保护气氛中进行。
优选地，所述第一加成反应的温度为60～100℃，时间为1～3h，所述第一加成反应在保护气氛中进行。
优选地，所述交联剂为三元醇类交联剂或三元胺类交联剂，所述三元醇类交联剂包括三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷和丙三醇中的一种或多种，所述三元胺类交联剂包括三(2-氨基乙基)胺。
优选地，所述第二加成反应的温度为60～100℃，时间为1～3h，所述第二加成反应在保护气氛中进行。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制得的遥爪型聚氨酯。
本发明还提供了上述技术方案所述的遥爪型聚氨酯在航空航天、汽车、纺织、建筑、医疗和智能检测领域中的应用。
本发明提供了一种遥爪型聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：将聚酯多元醇、聚醚胺和二胺类扩链剂混合，得到混合液；将所述混合液、二异氰酸酯、催化剂和有机溶剂混合进行预聚反应，得到聚氨酯预聚物；将所述聚氨酯预聚物、2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶和有机溶剂混合进行第一加成反应，得到加成产物；将所述加成产物、交联剂和有机溶剂混合进行第二加成反应，得到所述遥爪型聚氨酯。
本发明提供了一种受神经元启发的遥爪型高强韧聚氨酯，通过将2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶中的脲基嘧啶酮基团引入到聚酯多元醇链段中，加入三元醇类交联剂或三元胺类交联剂，并合理调控其微相结构，得到了一种高强高韧聚氨酯弹性体材料。聚合物链段中的脲基嘧啶酮基团通过二聚形成四重氢键网络以及其可逆特性，不仅可诱导相分离、有助于实现巨大的能量耗散，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提高聚氨酯材料的机械强度，而聚合物链的软段上存在着丰富的弱氢键作用，赋予了材料超高的韧性。此外，所引入的多官能团化学交联剂有助于构建坚固的化学网络交联点，赋予聚氨酯材料卓越的机械性能。得益于聚合物网络结构中存在的动态可逆的分级氢键和稳定的共价键协同作用，所得到的聚氨酯薄膜表现出高的拉伸强度、卓越的韧性。
本发明制得的遥爪聚合物是一种分子两端带有反应性官能团的液体聚合物，可用作液体橡胶、涂料、粘合剂、密封胶等，最后通过活性端基的相互作用，链或交联成高分子量的聚合物，对于拓宽聚氨酯材料在航空航天、汽车、纺织、建筑、医疗、智能检测等领域的应用具有重要意义与价值。
且本发明的制备方法存在高效、安全、环保等优点，制备得到的聚氨酯弹性体兼具高强度、高韧性以及高分子材料的成膜性、出色的耐热性等特点，为开发下一代高强高韧聚氨酯材料提供了新的思路。
附图说明
图1为实施例1中制备遥爪型聚氨酯的反应流程图；
图2为实施例1～3中样品的应力-应变曲线示意图；
图3为实施例1制得的样品在不同拉伸速率下的应力-应变曲线；
图4为实施例1制得的样品热失重曲线示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种遥爪型聚氨酯的制备方法，包括以下步骤：
将聚酯多元醇、聚醚胺和二胺类扩链剂混合，得到混合液；
将所述混合液、二异氰酸酯、催化剂和有机溶剂混合进行预聚反应，得到聚氨酯预聚物；
将所述聚氨酯预聚物、2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶和有机溶剂混合进行第一加成反应，得到加成产物；
将所述加成产物、交联剂和有机溶剂混合进行第二加成反应，得到所述遥爪型聚氨酯。
在本发明中，若无特殊说明，使用的原料均为本领域市售商品。
本发明将聚酯多元醇、聚醚胺和二胺类扩链剂混合，得到混合液。
在本发明中，所述聚酯多元醇的平均分子量优选为1000～3000，所述聚酯多元醇优选包括聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇和聚酯多元醇中的一种或多种。
在本发明中，所述聚醚胺优选为D230、D400或D2000。
在本发明中，所述二胺类扩链剂优选为己二酸二酰肼、4,4'-二氨基二环己基甲烷、4,4'-二硫代二苯胺或2,2'-亚乙基二苯胺等。
在本发明中，所述混合优选在三口烧瓶中进行。
在本发明中，所述混合的温度优选为100～120℃，时间优选为30～120min，所述混合优选在油浴条件、氮气氛围下搅拌，所述混合的作用是除水干燥。
得到混合液后，本发明将所述混合液、二异氰酸酯、催化剂和有机溶剂混合进行预聚反应，得到聚氨酯预聚物。
在本发明中，所述二异氰酸酯优选包括六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)中的一种或多种。
在本发明中，所述催化剂优选为二月桂酸二丁基锡(DBTDL)。
在本发明中，所述二异氰酸酯与催化剂的摩尔比优选为10～30：1。
在本发明中，所述预聚反应的温度优选为60～100℃，时间优选为2～3h，所述预聚反应优选在保护气氛中进行。在所述预聚反应的过程中，所述聚酯多元醇、聚醚胺都会与二异氰酸酯发生反应，此时的反应体系中既存在预聚反应产物，也会存在聚醚胺与二异氰酸酯发生反应的物质。
在本发明中，所述保护气氛优选为N2。
在本发明中，所述有机溶剂优选包括N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、甲苯和四氢呋喃(THF)中的一种或多种。本发明优选调整所述有机溶剂的量来控制反应物的粘度，以防止凝胶。
本发明优选将所述混合液冷却至60～100℃后，将所述二异氰酸酯和有机溶剂的混合物滴加到反应瓶中，并滴加所述催化剂，在N2氛围中进行所述预聚反应，得到所述聚氨酯预聚物。
得到聚氨酯预聚物后，本发明将所述聚氨酯预聚物、2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶(UPy)和有机溶剂混合进行第一加成反应，得到加成产物。
在本发明中，所述有机溶剂优选包括N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、甲苯和四氢呋喃(THF)中的一种或多种，更优选为与所述预聚反应使用的有机溶剂一致。
本发明优选先将所述2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶和有机溶剂超声混合，得到2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶溶液，将所述2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶溶液滴加到所述聚氨酯预聚物中。
在本发明中，所述2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶溶液的浓度优选为0.01g/mL。
在本发明中，所述第一加成反应的温度优选为60～100℃，时间优选为1～3h，所述第一加成反应优选在保护气氛中进行。
得到加成产物后，本发明将所述加成产物、交联剂和有机溶剂混合进行第二加成反应，得到所述遥爪型聚氨酯。
在本发明中，所述第二加成反应的温度优选为60～100℃，时间优选为1～3h，所述第二加成反应优选在保护气氛中进行。
在本发明中，所述交联剂优选为三元醇类交联剂或三元胺类交联剂，所述三元醇类交联剂优选包括三羟甲基丙烷(TMP)、三羟甲基乙烷(TME)和丙三醇中的一种或多种，所述三元胺类交联剂优选包括三(2-氨基乙基)胺(TAN)。
在本发明中，所述有机溶剂优选包括N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、甲苯和四氢呋喃(THF)中的一种或多种，更优选为与所述预聚反应使用的有机溶剂一致。
本发明优选先将所述交联剂和有机溶剂超声混合，得到交联剂溶液，将所述交联剂溶液滴加到所述加成产物中。
在本发明中，所述聚酯多元醇、聚醚胺、二异氰酸酯、2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶和交联剂的摩尔比优选为3～30：3～30：9～90：3～30：1～10。
所述第二加成反应完成后，本发明将所得溶液倒入聚四氟乙烯模具中，在60～100℃下，真空、干燥处理48h，去除残留的溶剂，得到所述遥爪型聚氨酯。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制得的遥爪型聚氨酯。
本发明还提供了上述技术方案所述的遥爪型聚氨酯在航空航天、汽车、纺织、建筑、医疗和智能检测领域中的应用。
本发明对所述应用的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明提供的遥爪型聚氨酯及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)先称取6.00g/3mmol分子量为2000g/mol的聚碳酸酯二醇(PCDL-2000)以及0.69g/3mmol分子量为230g/mol的聚醚胺(D230)混合置入三口烧瓶中，在120℃油浴条件、N2氛围下搅拌30分钟。
(2)接着，待上述混合液温度冷却至80℃后，量取30mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂，称取2.20g/9mmol异氟尔酮异氰酸酯(IPDI)滴加到反应瓶中，并滴加0.03g二月桂酸二丁基锡(DBTDL)作为催化剂，反应在N2氛围中进行2h，且适当调整有机溶剂的量来控制反应物的粘度，以防止凝胶，得到预聚物。
(3)预聚物制备完成后，称取0.38g/3mmol的2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶(UPy)，并量取3.8ml的DMF溶液(浓度为0.01g/ml)滴加到反应瓶中，反应在80℃、N2氛围下进行60分钟。
(4)称取0.134g/1mmol的三羟甲基丙烷(TMP)溶解在5mL的DMF溶剂中，完全溶解后滴加到反应瓶中，在80℃、N2氛围下进行60分钟。
(5)反应结束后，将溶液倒入聚四氟乙烯模具中，在80℃下，真空、干燥处理48小时，去除残留的溶剂。样品被命名为PUD-UPy。
图1为实施例1中制备遥爪型聚氨酯的反应流程图。
实施例2
(1)先称取6.00g/3mmol分子量为2000g/mol的聚碳酸酯二醇(PCDL-2000)置入三口烧瓶中，在120℃油浴条件、N2氛围下搅拌30分钟，除水干燥。
(2)接着，待上述混合液温度冷却至80℃后，量取30mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂，称取2.20g/9mmol异氟尔酮异氰酸酯(IPDI)滴加到反应瓶中，并滴加0.03g二月桂酸二丁基锡(DBTDL)作为催化剂，反应在N2氛围中进行2h，且适当调整有机溶剂的量来控制反应物的粘度，以防止凝胶，得到预聚物。
(3)预聚物制备完成后，称取0.631g/3mmol分子量为210.37g/mol的4,4'-二氨基二环己基甲烷(DDM)溶解于DMF中，充分溶解后滴加至反应体系。
(4)再称取0.38g/3mmol的2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶(UPy)，并量取3.8ml的DMF溶液(浓度为0.01g/ml)滴加到反应瓶中，反应在80℃、N2氛围下进行60分钟。
(5)称取0.134g/1mmol的三羟甲基丙烷(TMP)溶解在5ml的DMF溶剂中，完全溶解后滴加到反应瓶中，在80℃、N2氛围下进行60分钟。
(6)反应结束后，将溶液倒入聚四氟乙烯模具中，在80℃下，真空、干燥处理48小时，去除残留的溶剂。样品被命名为PUD-UPy-1。
实施例3
(1)先称取6.00g/3mmol分子量为2000g/mol的聚碳酸酯二醇(PCDL-2000)置入三口烧瓶中，在120℃油浴条件、N2氛围下搅拌30分钟，除水干燥。
(2)接着，待上述混合液温度冷却至80℃后，量取30mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂，称取2.20g/9mmol异氟尔酮异氰酸酯(IPDI)滴加到反应瓶中，并滴加0.03g二月桂酸二丁基锡(DBTDL)作为催化剂，反应在N2氛围中进行2h，且适当调整有机溶剂的量来控制反应物的粘度，以防止凝胶，得到预聚物。
(3)预聚物制备完成后，称取0.523g/3mmol分子量为174.20g/mol的己二酸二酰肼(ADH)溶解于DMF中，充分溶解后滴加至反应体系。
(4)再称取0.38g/3mmol的2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶(UPy)，并量取3.8ml的DMF溶液(浓度为0.01g/ml)滴加到反应瓶中，反应在80℃、N2氛围下进行60分钟。
(5)称取0.134g/1mmol的三羟甲基丙烷(TMP)溶解在5mL的DMF溶剂中，完全溶解后滴加到反应瓶中，在80℃、N2氛围下进行60分钟。
(6)反应结束后，将溶液倒入聚四氟乙烯模具中，在80℃下，真空、干燥处理48小时，去除残留的溶剂。样品被命名为PUD-UPy-2。
实施例4
(1)先称取3.00g/3mmol分子量为1000g/mol的聚碳酸酯二醇(PCDL-1000)以及1.20g/3mmol分子量为400g/mol的聚醚胺D400混合置入三口烧瓶中，在120℃油浴条件、N2氛围下搅拌30分钟，除水干燥。
(2)接着，待上述混合液温度冷却至80℃后，量取30mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂，称取2.20g/9mmol异氟尔酮异氰酸酯(IPDI)滴加到反应瓶中，并滴加0.03g的二月桂酸二丁基锡(DBTDL)作为催化剂，反应在N2氛围中进行2h，且适当调整有机溶剂的量来控制反应物的粘度，以防止凝胶，得到预聚物。
(3)预聚物制备完成后，称取0.38g/3mmol的2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶(UPy)，并量取3.8ml的DMF溶液(浓度为0.01g/ml)滴加到反应瓶中，反应在80℃、N2氛围下进行60分钟。
(4)称取0.146g/1mmol的三(2-氨基乙基)胺(TAN)溶解在5mL DMF中，完全溶解后滴加到反应瓶中，在80℃、N2氛围下进行60分钟。
(5)反应结束后，将溶液倒入聚四氟乙烯模具中，在80℃下，真空、干燥处理48小时左右，以去除残留的溶剂。样品被命名为PCDL-1000-UPy-TAN。
实施例5
(1)先称取6.00g/3mmol分子量为2000g/mol的聚己内酯二醇(PCL-2000)以及1.20g/3mmol分子量为400g/mol的聚醚胺D400混合置入三口烧瓶中，在120℃油浴条件、N2氛围下搅拌30分钟，除水干燥。
(2)接着，待上述混合液温度冷却至80℃后，量取30mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂，称取2.20g/9mmol六亚甲基二异氰酸酯(HDI)滴加到反应瓶中，并滴加0.03g的二月桂酸二丁基锡(DBTDL)作为催化剂，反应在N2氛围中进行2h，且适当调整有机溶剂的量来控制反应物的粘度，以防止凝胶，得到预聚物。
(3)预聚物制备完成后，称取0.38g/3mmol的2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶(UPy)，并量取3.8ml的DMF溶液(浓度为0.01g/ml)滴加到反应瓶中，反应在80℃、N2氛围下进行60分钟。
(4)称取0.12g/1mmol的三羟甲基乙烷(TME)溶解在5ml的DMF溶剂中，完全溶解后滴加到反应瓶中，在80℃、N2氛围下进行60分钟。
(5)反应结束后，将溶液倒入聚四氟乙烯模具中，在80℃下，真空、干燥处理48小时左右，以去除残留的溶剂。样品被命名为PCL-2000-UPy-TME。
试验结果：
为有效评估所制备的聚氨酯材料的力学性能，以实施例1为例，对实施例1～3所制备的样品进行应力-应变曲线测试，所得结果见图2和图3所示，结果汇总在表1中。由图2和表1数据可知，PUD-UPy展现出极高可拉伸性能、杰出的抗拉强度，其最大抗拉强度为35.26MPa，断裂应变为957％，韧性值为159.65MJ/m3。PUD-UPy-1的最大抗拉强度为52.17MPa，断裂应变为445％，韧性值为101.55MJ/m3，PUD-UPy-2的最大抗拉强度为69.11MPa，断裂应变为685％，韧性值为198.36MJ/m3。
因此，通过合理的分子设计和调控软硬链段的分布，PUD-UPy、PUD-UPy-1、PUD-UPy-2聚氨酯材料均表现出了非凡的机械性能，即高机械强度，高可拉伸性能和高韧性，上述这些性能在聚氨酯领域已经达到了较高水平。在此，含有四重氢键的脲基嘧啶酮基团的含量对聚合物的机械性能有着显著影响，由于有效的能量耗散，非共价聚氨酯在外力作用下表现出显著的机械增韧效果。此外，聚合物链中的含有三元醇类/三元胺类的交联剂则用于构建坚固的共价交联聚氨酯网络，赋予材料极高的抗拉强度和高模量。
样品应力-应变曲线：
测试标准：GB/T 1040-2006，
试验速度：100mm/min，试验环境：25℃
表1实施例1～3的断裂伸长率、极限抗拉强度和韧性数据
| 实施例 | 强度(MPa) | 断裂伸长率(％) | 韧性(MJ/m<sup>3</sup>) |
| PUD-UPy | 35.26 | 957 | 159.65 |
| PUD-UPy-1 | 52.17 | 445 | 101.55 |
| PUD-UPy-2 | 69.11 | 685 | 198.36 |
样品PUD-UPy不同拉伸速率下的应力-应变曲线见图3，可知，本实施例1制得的PUD-UPy具有良好的应力应变性能。
测试标准：GB/T 1040-2006，
试验速度：10mm/min～100mm/min，试验环境：25℃
样品PUD-UPy不同拉伸速率下的机械性能汇总见表2。
材料的韧性：应力应变曲线下方的面积，即：发生断裂前，单位体积的材料所吸收的能量。
表2实施例1制得的PUD-UPy的断裂伸长率、极限抗拉强度和韧性数据
| 拉伸速率 | 强度(MPa) | 断裂伸长率(％) | 韧性(MJ/m<sup>3</sup>) |
| 10mm/min | 22.97 | 982 | 105.37 |
| 50mm/min | 32.99 | 1050 | 159.90 |
| 100mm/min | 35.26 | 957 | 159.65 |
为进一步分析本发明所制备的聚氨酯弹性体的增强增韧机制，还进行了不同拉伸速率下的机械性能测试。由图3和表2结果可知，在不同拉伸速率下，样品PUD-UPy表现出的机械性能稍有不同。与变形率相关的拉伸行为进一步证实了链的动力学特性。即样品PUD-UPy表现出明显的速率依赖性，随着变形率的增加，屈服和拉伸强度显着上升，而断裂伸长率呈下降趋势。
在低应变(10mm/min和50mm/min)下，材料表现出较低的抗拉强度和较高的断裂伸长率。在高应变(100mm/min)下，材料的抗拉强度明显增加，断裂伸长率降低。这主要得益于聚合物网络结构中的可逆非共价相互作用的存在，即含有四重氢键基团的脲基嘧啶酮单元的引入，变形速率与四重氢键的断裂与重构密切相关。高应变下，可逆的多重氢键难以实现快速的组装，能量耗散受到抑制，因此断裂伸长率降低。低应变下，较低的拉伸速率为聚合物链中多重氢键的断裂与重构提供了机会，有助于实现有效而充分的能量耗散，从而赋予了材料高的断裂伸长率，有效调节聚氨酯的机械性能，在外力作用下表现出显著的机械增强与增韧效果。
对实施例1的热稳定性能进行了测试。
测试氛围：氮气，测试温度范围：室温至800℃。
样品PUD-UPy热失重曲线见图4。由图4可知，PUD-UPy表现出优异的耐热性。样品表现出两个分解温度范围：硬链段在240～350℃分解，软链段在350-450℃分解。样品的热失重温度(Td，样品5％重量损失对应的温度)约为273℃。因此，热重分析(TGA)结果充分证明了本发明所制备的聚氨酯弹性体不仅表现出高强度、高韧性，还具有出色的耐热性能。
本发明通过合理的分子设计和调控软硬链段的分布，PUD-UPy聚氨酯材料表现出了非凡的机械性能，即高机械强度，高可拉伸性能和高韧性。在此，含有四重氢键的脲基嘧啶酮基团的含量对聚合物的机械性能有着显著影响，由于有效的能量耗散，非共价聚氨酯在外力作用下表现出显著的机械增韧效果。此外，聚合物链中的含有三元醇类/三元胺类的交联剂则用于构建坚固的共价交联聚氨酯网络，赋予材料极高的抗拉强度和高模量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种遥爪型聚氨酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚酯多元醇、聚醚胺和二胺类扩链剂混合，得到混合液；
将所述混合液、二异氰酸酯、催化剂和有机溶剂混合进行预聚反应，得到聚氨酯预聚物；
将所述聚氨酯预聚物、2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶和有机溶剂混合进行第一加成反应，得到加成产物；
将所述加成产物、交联剂和有机溶剂混合进行第二加成反应，得到所述遥爪型聚氨酯。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚酯多元醇、聚醚胺、二异氰酸酯、2-氨基-4-羟基-6-甲基嘧啶和交联剂的摩尔比为3～30：3～30：9～90：3～30：1～10。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述聚酯多元醇的平均分子量为1000～3000，所述聚酯多元醇包括聚碳酸酯二醇、聚己内酯二醇和聚酯多元醇中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述二异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预聚反应的温度为60～100℃，时间为2～3h，所述预聚反应在保护气氛中进行。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一加成反应的温度为60～100℃，时间为1～3h，所述第一加成反应在保护气氛中进行。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂为三元醇类交联剂或三元胺类交联剂，所述三元醇类交联剂包括三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷和丙三醇中的一种或多种，所述三元胺类交联剂包括三(2-氨基乙基)胺。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二加成反应的温度为60～100℃，时间为1～3h，所述第二加成反应在保护气氛中进行。
9.权利要求1～8任一项所述制备方法制得的遥爪型聚氨酯。
10.权利要求9所述的遥爪型聚氨酯在航空航天、汽车、纺织、建筑、医疗和智能检测领域中的应用。
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|---|---|---|---|---|
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4931487A (en) * | 1988-03-04 | 1990-06-05 | Dow Chemical Company | Chain extenders for polyurethanes |
| CN111848907A (zh) * | 2020-07-06 | 2020-10-30 | 上海交通大学 | 含多重氢键的超分子聚氨酯抗冲击材料及其制备方法 |
| CN113817433A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-12-21 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种热塑性聚氨酯热熔胶、制备方法及应用 |
| CN114752036A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-07-15 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种聚氨酯及制备、超分子聚氨酯弹性体及制备和应用 |
| CN114806485A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-07-29 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种超分子热熔胶及其制备方法 |
| CN115362189A (zh) * | 2020-04-03 | 2022-11-18 | 科思创(荷兰)有限公司 | 自修复低聚物及其用途 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4931487A (en) * | 1988-03-04 | 1990-06-05 | Dow Chemical Company | Chain extenders for polyurethanes |
| CN115362189A (zh) * | 2020-04-03 | 2022-11-18 | 科思创(荷兰)有限公司 | 自修复低聚物及其用途 |
| CN111848907A (zh) * | 2020-07-06 | 2020-10-30 | 上海交通大学 | 含多重氢键的超分子聚氨酯抗冲击材料及其制备方法 |
| CN113817433A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-12-21 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种热塑性聚氨酯热熔胶、制备方法及应用 |
| CN114806485A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-07-29 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种超分子热熔胶及其制备方法 |
| CN114752036A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-07-15 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种聚氨酯及制备、超分子聚氨酯弹性体及制备和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 柴春鹏，李国平编著: "《合成革化学与工艺学》", 北京理工大学出版社 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116552063A (zh) * | 2023-07-11 | 2023-08-08 | 比音勒芬服饰股份有限公司 | 一种具有夜间反光效果的面料及制备工艺 |
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