神材飞扬—新型自愈合聚氨酯材料创新引领者

自愈合聚氨脂

因其独特的分子结构可调性，成为现代材料科学中应用最广泛的高分子之一。其分子链由交替排列的“软段”（如聚醚或聚酯多元醇）和“硬段”（如异氰酸酯与扩链剂反应形成的氨基甲酸酯基团）组成，通过调节软硬段的比例、化学组成及交联密度，可精准设计材料的力学性能（如弹性模量、拉伸强度）、生物相容性、降解速率等关键参数。例如，在生物医学领域，高软段含量的聚氨酯可制备出类似天然血管的弹性材料（弹性模量0.1-10 MPa），用于人工血管或心脏瓣膜；而硬段占比高的聚氨酯则能形成刚性结构（弹性模量＞1GPa），适用于骨科固定器械或牙科植入体。通过引入功能化侧链（如季铵盐抗菌基团、磷酸胆碱抗凝血基团），还可赋予材料抗菌、抗血栓等生物活性。

本征型自愈合聚氨酯

通过材料内部固有的动态可逆化学键或物理相互作用实现自愈合，无需外部修复剂。例如，基于Diels-Alder反应的聚氨酯：在高温下，材料中的可逆共价键断裂，冷却后重新交联，实现损伤修复；含二硫键的聚氨酯：通过氧化还原反应动态断裂与重组，可在室温下自愈合；氢键增强型聚氨酯：利用多重氢键网络，在受热或受压时重新排列，修复微裂纹。优点是可多次重复修复（循环愈合能力），无需额外修复剂，结构均一。愈合条件温和（如常温、光照或压力）。缺点是动态键可能影响材料机械强度。愈合效率受环境（温度、湿度）限制。应用在柔性电子器件（如可拉伸传感器）、耐损伤涂层（汽车、航空）、生物医用材料（人工软骨、植入器械）。

外援型自愈合聚氨酯

修复机制是通过预埋在材料中的外部修复剂（如微胶囊、三维血管网络）在损伤时释放并发生聚合反应，实现修复。例如，微胶囊封装体系：聚氨酯基体中分散含单体或催化剂的微胶囊。材料破裂时，微胶囊破裂释放修复剂，接触环境中的水分或催化剂后固化。三维血管网络体系：在聚氨酯中构建仿生微通道网络，存储修复剂。损伤时修复剂通过毛细作用填充裂缝，适用于多次修复。优点是愈合效率高（快速填充大尺寸损伤）。对材料本体性能影响较小。缺点是通常仅能单次修复（微胶囊耗尽后无法再生）。制备工艺复杂（需精确控制修复剂封装或微通道结构）。应用领域工程复合材料（风力涡轮机叶片、航空航天结构）、防腐涂层（管道、船舶）、建筑防水材料。