论文总字数：17598字

摘 要

本文选用β-环糊精，IPDI，HT-600，糠醇，糠胺，BMI为原料，采用水浴加热的方法进行预聚体的合成，然后将反应完成后的预聚体进行傅里叶光谱（FT-IR）来确定其红外光谱波峰，并且研究相同原料条件下反应条件对预聚体红外波峰的影响。

结果表明，在相同的原料条件下，原料的配方比例，水浴加热的温度，反应时间，反应空气环境等都是影响预聚体红外光谱的重要条件，因此认定相同原料下改变反应的条件可以使糠醇呋喃环上的羟基有选择性的与IPDI的不同反应活性的异氰酸酯基进行反应连接。

为确定预聚体的自修复性，将糠醇与BMI反应完成的预聚体150°C加热十分钟后进行傅里叶红外光谱分析，之后将预聚体与未反应过的原料混合物置于60°C加热台加热，每半小时进行一次傅里叶红外光谱分析。

关键词：自修复 异氰酸酯 高分子材料 红外光谱

Preparation and Properties of Prepolymer from Self - repairing Materials

Summary

In this paper, β-cyclodextrin, IPDI, HT-600, furfuryl alcohol, branamine and BMI were used as raw materials, and the prepolymer was synthesized by the method of water bath heating. Then, the prepolymer was subjected to Fourier transform FT-IR) to determine the infrared peaks of the prepolymer, and to study the effect of the reaction conditions on the infrared peaks of the prepolymer under the same raw material conditions.

The results show that under the same raw material conditions, the ratio of raw materials, the temperature of the water bath, the reaction time and the reaction air environment are all important factors that affect the infrared spectrum of the prepolymer. Therefore, it is determined that the conditions under which the reaction can be changed under the same raw materials The hydroxyl groups on the furfurylfuran ring are selectively linked to the isocyanate groups of the different reactivity of IPDI.

In order to determine the self-repressibility of the prepolymer, the prepolymer of the reaction of the furfuryl alcohol with the BMI was heated at 150 ° C for ten minutes and subjected to Fourier transform infrared spectroscopy. The prepolymer and the unreacted raw material mixture were then placed in 60 ° C heating table heating, every half hour for a Fourier transform infrared spectroscopy.

Key words: self - repairing isocyanate polymer material infrared spectroscopy

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景与意义 1

1.2自修复材料概述 1

1.3基于偶氮苯-环糊精超分子体系构筑自修复材料 2

1.4 DA反应 6

1.5 本课题研究的主要内容 7

第二章 实验部分 8

2.1 试剂与药品 8

2.2 实验仪器与设备 8

2.3 样品的制备 9

2.3.1 β-环糊精体系预聚体制备 9

2.3.2 DA反应体系预聚体制备 11

2.3.3 马来酰胺/呋喃体系预聚体制备 12

2.4 实验测试方法 12

2.4.1 马来酰胺/呋喃体系傅里叶红外光谱分析 12

2.4.2 异佛尔酮二异氰酸酯与糠醇反应外光谱分析 13

2.4.3 β-环糊精与异佛尔酮二异氰酸酯反应红外光谱分析。 13

第三章 结果与讨论 14

3.1各实验样品描述与问题 14

3.2 各样品红外光谱分析 16

3.2 β-环糊精体系反应的结果与讨论 20

3.3 DA反应体系的结果与讨论 21

3.3.1 糠醇与异佛尔酮二异氰酸酯DA反应 21

3.3.2 糠胺与异佛尔酮二异氰酸酯反应结果与讨论 21

3.2.3呋喃/马来酰胺DA反应结果与讨论 22

第四章 结论与展望 23

4.1 结论 23

4.2 存在的问题及展望 23

致谢 24

参考文献 25

第一章 绪论

1.1研究背景与意义

当今社会，各类高新技术领域的发展与高分子材料可以说是密不可分的，在航空、航天、机械、电子等行业，高分子材料依靠着各类卓越的性能而被广泛的使用。然而，即使高分子材料的性能十分优秀，在加工成型或者是被投入应用的过程中，其材料内部都会无可避免的发生微小的撕裂，这些裂痕或许肉眼并不可见，可若是没有进行及时的修复补救，这些微小的裂痕就会逐渐扩大成为肉眼可见的裂缝损伤。与此同时，高分子材料的整体性也将被破坏，进而破坏高分子材料的性能以及产品的寿命。

是以，如果高分子材料本身可以拥有自修复功能，那么便可以自主的修复高分子材料内部的裂纹，从而预防可能存在的材料本身的危险。正是因此，拥有自修复性能的材料成为近年来高分子科学领域的研究热点。

1.2自修复材料概述

20世纪80年代中期，美国军方首次提出了自修复这一概念。自修复高分子材料是一类能够模仿生命系统，对高分子材料内部的一些无法被肉眼是别的的裂纹自动或经过外界的特定条件刺激下进行自动修复的智能高分子材料。实现材料自修复的关键点在于材料破损处能够有能量和活性物质的堆积，继而高分子材料的破损处可以进行自愈合。简单来说就是高分子材料如果出现了内部或外在的损伤后可以快捷的产生活性物质，使得高分子材料的破损处可以发生化学反应并且从而进行自修复。从最根本的源头杜绝了可能存在的安全隐患，使得高分子材料的使用寿命大大提高。在当前的研究环境下，自修复高分子材料主要分为以下两类：第一类是本征型自修复高分子材料，这类高分子材料的自修复是通过聚合物内部的可逆反应来实现的，而要实现这种可逆反应，往往都需要外在的向材料体系内部提供能量，这种能量的提供通常通过加热或点刺激等方式来实现。主要的例子比如通过狄尔斯-阿尔德（DA）反应的热可逆性来实现自修复的呋喃/马来酰胺体系；还有一类是外援型自修复材料，外援型修复材料是指在高分子材料的内部通过分散或者复合一些功能性的物质（液芯纤维或微胶囊）来实现高分子材料的自修复。而微胶囊的制造工艺比起液芯纤维自修复体系来说更加的成熟，并且微胶囊对原本材料的性能影响较小，拥有更好的应用潜力。所以比起液芯纤维自修复体系来说，微胶囊型自修复高分子材料拥有更为广阔的发展空间。

1.3基于偶氮苯-环糊精超分子体系构筑自修复材料

对于人造软材料来说，发展自愈和光刺激发光超分子聚合物材料是十分重要的。超分子聚合物水凝胶是基于主客体识别报告在没有任何额外的胶凝剂的β-环糊精（b-CD）主体聚合物（poly-b-CD）和α-溴萘（a-BrNp）聚合物（聚-BrNp），可以在没有任何添加剂的大气环境下自愈和超过一分钟。在此基础上，这种超分子聚合物体系可以被激发产生室温磷光（RTP）信号，一部分包含β-CD 大环化合物的α-BrNp能够诱导RTP发射(CD-RTP)。RTP信号可以通过引入另一种偶氮苯客体聚合物（polyAzo）竞争性复合而可逆地调节β-CD与偶氮苯部分。

目前正在开发一种基于超分子聚合物 - 通过高度定向的非共价键相互作用例如氢键，疏水效应，主体 - 客体承认，p- - p相互作用，静电相互作用，金属 - 配体相互作用等的一种人工软材料，可以用来模拟自然生物或自然生物重要的系统,如蛋白质或者dna,实现特定的功能。亲水超分子聚合物是这种软材料的典型物种，通常由其构造主体和客体聚合物之间的大环识别链或组分。发展刺激反应或自愈超分子聚合物材料最近引起了极大的关注。超分子聚合物还有其他有趣的性质比如它们的单体可以通过引入官能团的单体以具有荧光发射的各种官能部分如热感应性，手性，氧化还原可行性, 聚集诱导发射，光致变色等等。

请支付后下载全文，论文总字数：17598字