制備了帶有呋喃環的線性聚氨酯,將溶液B在過量乙醚中沉淀,經抽濾、過量乙醚洗滌、室溫真空干燥,得到固體產物,其核磁共振譜圖(1H-NMR)和結構示意圖、差示掃描量熱圖(DSC)(隊氣氛下,10°C /min升溫速度)分別參見附圖4和5。
[0025](3)熱可逆自修復聚氨酯膜的制備
將6.0928g帶馬來酰亞胺基超支化聚硅氧烷加入溶液B中,混合均勻,得到溶液C ;將溶液C在50°C下攪拌4h,得到預成品。溶液C和預成品的核磁共振譜圖(1H-NMR)分別參見附圖6和7。
[0026]將預成品倒入聚四氟乙烯模具中,在50°C的鼓風干燥箱中烘48h,制得熱可逆自修復聚氨酯膜。其熱失重曲線(TGA)(隊氣氛下,10°C/min升溫速度)參見附圖8。
[0027]參見附圖1,它是本實施例制備的硅烷化N —氨基甲酰馬來酰亞胺的核磁共振氫譜(1H-NMR)13各峰對應于結構式中的各個H,其中δ=7.2 ppm (j )處的峰是馬來酰亞胺上氫的特征峰,證明產物是硅烷化N —氨基甲酰馬來酰亞胺。
[0028]參見附圖2,它是N—氨基甲酰馬來酰亞胺、γ - (2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷與本實施例提供的帶馬來酰亞胺基超支化聚硅氧烷、的紅外光譜圖。N —氨基甲酰馬來酰亞胺的譜圖中出現了代表馬來酰亞胺基團的吸收峰,包括C=O (1708 Cm1XC=C (1508cm1)和C-N (1145 cm 3吸收峰。這些峰也出現在帶馬來酰亞胺基超支化聚硅氧烷的圖,不僅如此,該譜圖還出現了代表環氧基(910 cm1)、C-O-C (1191 cm1)和S1-O-C (823 cm1)的吸收峰,但是強度低于γ- (2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷圖中的峰強,說明環氧峰基團的消耗。這些峰的變化說明了帶馬來酰亞胺基超支化聚硅氧烷的成功制備。
[0029]參見附圖3,它是N —氨基甲酰馬來酰亞胺和本實施例提供的帶馬來酰亞胺基超支化聚硅氧烷的核磁共振氫譜(1H-NMR)13在N—氨基甲酰馬來酰亞胺的譜圖中,δ=7.2ppm和δ=3.3 ppm處分別是馬來酰亞胺上的氫和氨基上的氫的特征峰。在帶馬來酰亞胺基超支化聚娃氧燒的譜圖中,也出現了 δ =7.2ppm的峰,而氨基峰(δ =3.3ppm)沒有出現,說明N—氨基甲酰馬來酰亞胺全部參與了反應,生成了帶馬來酰亞胺基超支化聚硅氧烷。在帶馬來酰亞胺基超支化聚硅氧烷的譜圖中,在3=3.6 ppm處是羥基的特征峰,這是由于N —氨基甲酰馬來酰亞胺與γ- (2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷反應后,生成的硅烷化N一氨基甲酰馬來酰亞胺進行了超支化水解反應所產生的。馬來酰亞胺基團的質量分數為24.17wt%0
[0030]參見附圖4,它是本實施例制備的帶有呋喃環的線性聚氨酯的磁共振氫譜(1H-NMR)和結構示意圖。在δ =7.78 ppm (I)(呋喃環上的I表示-0_CH=CH)、δ =4.47 ppm
(4)(呋喃-CH2,4)、δ=6.59 ppm (2)和 6.45 ppm (3)(呋喃環上的 2,3 表示=CH-CH=)分別顯示出呋喃環的特征峰,這些特征峰的存在表明呋喃環的存在;在δ=8.64 ppm (5)和6.68 ppm (6)處的特征峰表示縮二脲的存在,說明擴鏈成功;在δ =9.72 ppm (9)處的特征峰表示氨基甲酸乙酯氫的位移。上述特征峰的存在表明呋喃環成功的接入線性聚氨酯中,其中呋喃環的質量分數為4.25wt %。
[0031]參見附圖5,它是本實施例制備的帶有呋喃環的線性聚氨酯、熱可逆自修復聚氨酯膜的差示掃描量熱圖(DSC)(隊氣氛下,10°C /min升溫速度)。帶有呋喃環的線性聚氨酯的差示掃描量熱圖(DSC)曲線在52°C表現出一個尖銳的結晶峰,而熱可逆自修復聚氨酯膜的差示掃描量熱圖(DSC)曲線卻沒有,這是由于熱可逆自修復聚氨酯膜中的交聯網絡結構阻止了聚己內酯二元醇軟段的自由運動。此外,與帶有呋喃環的線性聚氨酯的DSC曲線相比,熱可逆自修復聚氨酯膜在130°C有一個顯著的吸熱峰,這源于DA反應的逆反應,也證明了熱可逆自修復聚氨酯膜存在DA鍵。
[0032]參見附圖6和圖7,它們分別是本實施例提供的溶液C和預成品的核磁共振氫譜(1H-NMR)ο與溶液C的譜圖(附圖6)相比,預成品的譜圖(附圖7)不僅出現了代表DA鍵的新化學位移,分別在 δ =5.44 ppm (1’)、δ=6.84 ppm (2,和 3’)、δ =3.29 和 δ =3.39 ppm(7’和8’)處;而且在δ=7.38 ppm (7和8)處峰的強度明顯降低,而這些峰代表馬來酰亞胺基團的特征峰(如附圖6所示),說明經過DA反應,馬來酰亞胺基團消耗。另外,預成品圖在δ =8.85 ppm處出現了一個新峰,δ =8.64處峰的強度減小,這是因為DA反應后,縮二脲的氫的化學環境發生了改變。所有上述新峰產生和峰強的變化均表示通過DA反應,熱可逆自修復聚氨酯膜成功制備。
[0033]參見附圖8,它是本實施例制備的帶有呋喃環線的性聚氨酯和熱可逆自修復聚氨酯膜的熱失重曲線(TGA)(隊氣氛下,10°C/min升溫速度)。二者的起始熱分解溫度(Tdi)均超過295°C,顯示出優異的熱穩定性。此外,熱可逆自修復聚氨酯膜在500°C以后的殘炭量比帶有呋喃環的線性聚氨酯的高,這是源于后者所含有的帶馬來酰亞胺基超支化聚硅氧烷具有突出的熱穩定性。
[0034]參見附圖9,它是本實施例提供的熱可逆自修復聚氨酯膜的自修復過程照片。膜的自修復性能通過熱臺偏光顯微鏡進行測試。首先,用手術刀在本實施例提供的熱可逆自修復聚氨酯膜表面制造出裂縫,然后將膜放置在熱臺上;在隊氛圍下,以10°C /min的加熱速率將該熱可逆自修復聚氨酯膜升溫至130°C并恒溫維持直至裂縫消失。在恒溫階段的不同時間下拍攝照片,如附圖9所示。可以看出,在120°C以下,裂縫幾乎沒有什么變化,但是當溫度接近130°C時,裂紋開始發生明顯變化,當溫度在130°C維持5min后,裂紋愈合,并在其表面留下如人體傷口愈合后的疤痕,表明本發明提供的聚氨酯膜具有很好的熱可逆自修復性能。
[0035]實施例2
(O帶馬來酰亞胺基超支化聚硅氧烷的制備在N2保護和攪拌條件下,在250 mL三口瓶中,2.24 g N—氨基甲酰馬來酰亞胺和80mL甲苯充分混合;而后向三口瓶內逐滴滴入4.256g γ _(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。滴加完畢后,將三口瓶升溫至55°C并恒溫反應7 ho反應結束后,減壓蒸餾除去溶劑,室溫真空干燥,得到硅烷化N —氨基甲酰馬來酰亞胺。
[0036]向硅烷化N—氨基甲酰馬來酰亞胺中,加入0.448 g去離子水、90 mL乙醇、甲醇、丙醇、正丁醇混合物和0.009g四甲基氫氧化銨,并在機械攪拌條件下,充分混合。升溫至50°C并恒溫反應5 h ;反應結束后,減壓蒸餾除去溶劑,室溫真空干燥,得到黃色液體,即帶馬來酰亞胺基超支化聚硅氧烷。
[0037](2)帶有呋喃環的線性聚氨酯的制備
在隊保護和機械攪拌條件下,將4,4-二苯基甲燒二異氰酸酯(4.0g, 16 mmol)、聚己內酯二元醇(8.0g,8 mmol)和1mL N,N- 二甲基甲酰胺充分混合;升溫至60°C恒溫反應3h ;而后冷卻至5 °C以下溫度,得到溶液A。
[0038]將2-呋喃甲胺(糠胺)(0.84g,8 mmol)逐滴滴入制得的溶液A中,反應30min后,升溫到100°C,反應10 ho得到溶液B。
[0039](3)熱可逆自修復聚氨酯膜的制備
將6.944g帶馬來酰亞胺基超支化聚硅氧烷加入溶液B中,在50°C攪拌5 h ;而后倒入聚四氟乙烯模具中,在50°C的鼓風干燥箱中烘48 h,制得熱可逆自修復聚氨酯膜。
[0040]實施例3
(O帶馬來酰亞胺基超支化聚硅氧烷的制備
在隊保護和攪拌條件下,在250mL三口瓶中,2.24g N—氨基甲酰馬來酰亞胺和90mL甲苯充分混合;而后向三口瓶內逐滴滴入3.607g γ-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。滴加完畢后,將三口瓶升溫至60°C并恒溫反應6h。反應結束后,減壓蒸餾除去溶劑,45°C下真空干燥,得到硅烷化N —氨基甲酰馬來酰亞胺。
[0041 ] 向硅烷化N —氨基甲酰馬來酰亞胺中,加入0.2748g去離子水、80mL乙醇和0.0091g四甲基氫氧化銨和四乙基氫氧化銨混合物,并在磁力攪拌條件下,充分混合。升溫至55°C并恒溫反應4 h ;反應結束后,減壓蒸餾除去溶劑,40°C下真空干燥,得到黃色液體,即帶馬來酰亞胺基超支化聚硅氧烷。
[0042](2)帶有呋喃環的線性聚氨酯的制備
在隊保護和機械攪拌條件下,將4,4-二苯基甲燒二異氰酸酯(4.0g, 16 mmol)、聚己內酯二元醇(8.0g,8 mmol)和1mL N,N-二甲基甲酰胺充分混合;升溫至65°C恒溫反應3.5h ;而后冷卻至5 °C以下溫度,得到溶液A。
[0043]將2-呋喃甲胺(糠胺)(0.81g,8 mmol)逐滴滴入制得的溶液A中,反應30min后,升溫到95°C,反應11 ho得到溶液B。
[0044](3)熱可逆自修復聚氨酯膜的制備
將6.1218g帶馬來酰亞胺基超支化聚硅氧烷加入溶液B中,在50°C攪拌4 h ;而后倒入聚四氟乙烯模具中,在51°C的鼓風干燥箱中烘48 h,制得熱可逆自修復聚氨酯膜。
[0045]實施例4
(O帶馬來酰亞胺基超支化聚硅氧烷的制備
在隊保護和攪拌條件下,在250mL三口瓶中,2.24g N 一氨基甲酰馬來酰亞胺和9ImL甲苯充分混合;而后向三口瓶內逐滴滴入3.63g γ-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。滴加完畢后,將三口瓶升溫至50°C并恒溫反應8 ho反應結束后,減壓蒸餾除去溶劑,50°C下真空干燥,得到硅烷化N —氨基甲酰馬來酰亞胺。
[0046]向硅烷化N —氨基甲酰馬來酰亞胺中,加入0.2808g去離子水、8 ImL乙醇和0.0092g四甲基氫氧化銨,并在磁力攪拌條件下,充分混合。升溫至60°C并恒溫反應3 h;反應結束后,減壓蒸餾除去溶劑,35°C下真空干燥,得到黃色液體,即帶馬來酰亞胺基超支化聚硅氧烷。
[0047](2)帶有呋喃環的線性聚氨酯的制備
在隊保護和機械攪拌條件下,將4,4-二苯基甲燒二異氰酸酯(4.0g, 16 mmol)、聚己內酯二元醇(8.0g,8 mmol)和1mL N,N- 二甲基甲酰胺充分混合;升溫至60°C恒溫反應3h ;而后冷卻至5 °C以下溫度,得到溶液A。
[0048]將2-呋喃甲胺(糠胺)(0.82g,8 mmol)逐滴滴入制得的溶液A中,反應25min后,升溫到lore,反應10 ho得到溶液B。
[0049](3)熱可逆自修復聚氨酯膜的制備
將6.1508g帶馬來酰亞胺基超支化聚硅氧烷加入溶液B中,在55°C攪拌4 h ;而后倒入聚四氟乙烯模具中,在50°C的鼓風干燥箱中烘48 h,制得熱可逆自修復聚氨酯膜。
[0050]實施例5
(O帶馬來酰亞胺基超支化聚硅氧烷的制備
在隊保護和攪拌條件下,在250mL三口瓶中,2.24g N—氨基甲酰馬來酰亞胺和92mL甲苯充分混合;而后向三口瓶內逐滴滴入3.653g γ-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。滴加完畢后,將三口瓶升溫至60°C并恒溫反應6 ho反應結束后,減壓蒸餾除去溶劑,35°C下真空干燥,得到硅烷化N —氨基甲酰馬來酰亞胺。
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