基于其他環(huán)加成反應(yīng)的自修復(fù)TPU
隨著對一些含光敏基團的化合物如香豆素、肉桂酰氯和蒽的研究，環(huán)加成反應(yīng)在自修復(fù)材料中的應(yīng)用越來越廣泛。這些化合物在特定波長紫外光照射下可發(fā)生[2+2]或[4+4]環(huán)加成反應(yīng)，在另一波長紫外光或熱的刺激下發(fā)生逆反應(yīng)，可使分子鏈的化學鍵接和物理纏結(jié)，實現(xiàn)裂縫的自修復(fù)。章明秋等使用5,7-雙（2-羥基乙氧基）4-甲基香豆素作為擴鏈劑合成了一種光敏熱塑性聚氨酯彈性體。聚氨酯彈性體中的香豆素在350nm和254nm紫外光的照射下可分別發(fā)生光二聚和光裂解反應(yīng)。通過光化學反應(yīng)使斷裂的分子鏈重新連接，實現(xiàn)了聚氨酯tpu彈性體的自修復(fù).
本書編者將含有肉桂酰基團的光敏小分子-2,2-雙（羥甲基）-3-苯基丙烯酸丁酯（CTMP）作為擴鏈劑合成了動態(tài)交聯(lián)的自修復(fù)熱塑性聚氨酯彈性體（C-PU）（圖9-14）。通過FTIR、UV-vis、GPC等測試方法證明了C-PU具有紫外光響應(yīng)性。300nm紫外光照射后，C-PU分子鏈上的肉桂酰基團發(fā)生環(huán)加成反應(yīng)，使線形C-PU形成-交聯(lián)結(jié)構(gòu)，其斷裂應(yīng)力、模量和韌性大幅提高，斷裂延伸率-先增-大后減小。同時，這種結(jié)構(gòu)和性能的變化是可逆的，交聯(lián)的C-PU使用250nm紫外光照射后又可以發(fā)生解交聯(lián)反應(yīng)，恢復(fù)成線型結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的相互轉(zhuǎn)化可以多次循環(huán)，而不會明顯降低C-PU的性能。受損的C-PU可通過光誘導(dǎo)交聯(lián)／解交聯(lián)反應(yīng)實現(xiàn)自我修復(fù)，光敏基團含量越高，修復(fù)速度越快，效果越好。
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