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聚氨酯(PU)被誉为“第五大塑料”,因其卓越的性能谱系,是不可或缺的“关键材质基础”。然而,现有聚氨酯材料的发展,越来越受到其功能性单一,难以平衡高力学性能与多功能性之间的矛盾以及极端苛刻环境下不稳定的限制,无法满足实际应用需求。
近年来,中国科学院兰州化学物理研究所兰州润滑材料与技术创新中心聚合物自润滑复合材料课题组对聚氨酯材料的分子设计、性能突破和功能化集成进行了深入研究,开发出了多种具有巧妙分子设计的多功能形状记忆聚氨酯材料。 众所周知,强化学交联赋予高力学性能但牺牲了动态性与可修复性,而柔性设计利于功能实现却往往导致强度或者可拉伸性不足。针对这个问题,研究团队将两者相结合,通过引入物理交联和化学交联,在聚氨酯内部构筑交织网络结构(ACS Appl. Mater. Interfaces. 16(35) (2024)046822–46833)。具体来说,四重氢键能有效的耗散能量,而交织网络结构则能在外力作用时稳定分子网络。这种分子网络设计不仅在提升聚氨酯材料强度的同时,没有以牺牲弹性为代价,还能赋予聚氨酯动态特性,能实现诸如形状记忆、自修复和可回收等功能特性。 |