论文部分内容阅读
传统的弹性体材料由于是共价交联的体系，不具备重复加工的性能；而氢键型超分子弹性体则具有同热塑性弹性相似的热重复加工性能，此外，在一定的条件下，这些材料还具备一定的自愈合能力。氢键型超分子弹性体的制备通常有两种路线：一是用氢键基团改性柔性大分子链，使这些分子链间产生足够强的氢键相互作用形成超分子网络；另一种路线则从小分子低聚物出发，通过多步有机反应使分子链上含有数量和种类众多的氢键作用基团，通过这些基团的氢键作用最终得到超分子交联网络。由于氢键作用更为密集，从小分子出发制备的氢键型超分子弹性体通常可获得更为出色的愈合能力，但是过强的氢键作用往往会导致结晶而不能得到弹性体材料。本文从自制的双端羧基硅油（PDMS-COOH2）出发，通过与二乙撑三胺（DETA）、尿素（Urea）两个阶段的反应制备得到了具有良好交联弹性的氢键型超分子弹性体材料（SESi）。采用FT-IR、1H-NMR和GPC相结合的手段，并同文献报道的二聚酸弹性体（SEDA）制备过程相比较的，确认了PDMS-COOH2制备SESi的反应机理；通过对不同配方SESi产物的物性分析和反应过程跟踪，提出了SESi的交联机理。随后，本文讨论了不同分子量PDMS-COOH2（1000g/mol11000g/mol）制备得到的SESi在热性能、动态力学性能和自愈合性能等方面的异同。尽管所有的SESi均不存在结晶，热稳定性接近，但PDMS链段的长度对SESi的动态力学性能和自愈合性能有显著影响。PDMS链段越长，SESi中的氢键密度越低，且柔性的PDMS链增多，链段运动的阻力变小，SESi的力学性能降低，但弹性增加，自愈合能力提高，抗水性变好；而用低分子量PDMS-COOH2（≤1300g/mol）制备的SESi，由于其分子结构中碳链所占的比重较高，链间氢键密度较高，导致其表观氢键作用过强，在常温下的链段运动能力较弱，弹性较差，但随着温度升高，链段的运动能力提高，弹性明显增加。