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  水性聚氨酯不僅具有優(yōu)異的機(jī)械性能和多種功能，還具有無(wú)毒、無(wú)溶劑的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于涂料、油墨、粘合劑和涂飾材料等多個(gè)領(lǐng)域。但是水性聚氨酯材料在使用過(guò)程中不可避免地會(huì)遭受損壞或斷裂，這會(huì)嚴(yán)重影響材料的使用壽命并造成資源浪費(fèi)。盡管動(dòng)態(tài)鍵賦予材料自修復(fù)性能可延長(zhǎng)其使用壽命，但是同時(shí)具有優(yōu)異機(jī)械性能和自修復(fù)效率的水性聚氨酯仍然是一個(gè)很大挑戰(zhàn)。

  受蜘蛛網(wǎng)穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，四川大學(xué)金勇教授團(tuán)隊(duì)提出在線(xiàn)性自修復(fù)水性聚氨酯中引入適量的化學(xué)交聯(lián)和動(dòng)態(tài)交聯(lián)，形成雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)體系；其中主鏈上的化學(xué)交聯(lián)可以保持聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性并提高材料的機(jī)械性能，而側(cè)鏈上的動(dòng)態(tài)交聯(lián)可以使聚合物鏈保持較好的動(dòng)態(tài)性，通過(guò)控制兩種交聯(lián)體系的比例，使材料在較高力學(xué)性能下滿(mǎn)足材料的自修復(fù)性能。文中所制備的雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水性聚氨酯薄膜具有優(yōu)異的機(jī)械性能、令人滿(mǎn)意的伸長(zhǎng)率和快速的自修復(fù)效率。此外，材料具備的可回收性能和抗菌性能還可進(jìn)一步增加材料的應(yīng)用場(chǎng)景。

  金勇教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期圍繞水凝膠、離子凝膠、聚氨酯等基材開(kāi)發(fā)了各種性能和多種特色功能傳感材料（J. Mater. Chem. A, 2021, 9, 23916–23928、Chemical Engineering Journal 438 (2022) 135596、Nano Energy 104 (2022) 107962、Chemical Engineering Journal 456 (2023) 141082、ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 39120?39131、ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 35469?35482、Chemical Engineering Journal 476 (2023) 146840、Adv. Funct. Mater. 2023, 2301921）。

圖1. 雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水性聚氨酯制備示意圖。

圖2. 雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水性聚氨酯結(jié)構(gòu)表征和乳液性能。

圖3. 雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水性聚氨酯力學(xué)性能表征。

圖4. 雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水性聚氨酯自修復(fù)性能表征。

 圖5. 雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水性聚氨酯抗菌性能表征。

圖6. 基于雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)水性聚氨酯溫度/光傳感器的應(yīng)用展示。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.148994