超分子聚合物的自愈合行为.pdf

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1、第43卷第4期当代化工Vo1．43．NO．42014年4月ContemporaryChemicalIndustryApril，2014超分子聚合物的自愈合行为陈建华，员荣平，齐士成，江盛玲，张孝阿，吕亚非(1．北京化工大学碳纤维与功能高分子教育部重点实验室，北京100029；2．北京化工大学高新技术研究院，北京100029)摘要：由于非共价键的选择性、可逆性和动态性，超分子聚合物非常适合作为白愈合材料应用，体现了感知和响应功能的智能特征。超分子聚合物的自愈合机理是通过非共价键相互作用实现的，即超分子结

2、构的形成与解离。综述氢键型、一堆叠型、金属配位型、拓扑聚合物等类型的超分子聚合物的自愈合行为。关键词：超分子聚合物；自愈合行为；非共价键相互作用中图分类号：TQ317文献标识码：文章编号：1671—0460(2014)04—0591—03Self-healingBehaviorofSupramolecularPolymersCHENJian—hua，YUNRong-ping，QIShi—cheng，JIANGSheng-ling，ZHANGXiao．a．．，LVYa-Sei(1．KeyLaborato

3、ryofCarbonFiberandFunctionalPolymers，MinistryofEducation，BeijingUniversityofChemicalTechnologyBeijing100029，China；2．High-TechResearchInstitute，BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029，China)Abstract：Duetotheselectivity,reversibilityanddynamic

4、softhenon—covalentbond．thesupramolecularpolymeriSwellsuitedforapplicationasaself-healingmateria1withsmartfeatures．1ikesenseandresponsecapabilities．Theself-healingmechanismofsupramolecularpolymersiSachievedthroughnon．covalentbondinteractions．SO—calledthe

5、formationanddissociationofsupramolecularstructure．Inthispaper，theself-healingbehaviorofsupramolecularpolymerswasintroduced，suchashydrogenbondingsupramolecularpolymers，。stackingsupramolecularpolymers，metalcoordinationtypesupramolecularpolymersandtopologi

6、caltypesupramolecularpolymers．Kevwords：Supramolecularpolymers；Self-healingbehavior；Non—covalentbondinteractions具有自动识别破损或结构缺陷(感知)、部分法使脂肪二元酸和三元酸分别与二乙基三胺或全部修复破损或结构缺陷(响应)功能的智能材(DETA)和尿素反应合成了含咪唑乙酰胺、二f乙料是材料学发展的重点之一”。。超分子聚合物的结酰胺基)尿素和四乙基二酰胺氢三尿素的无定形热构单元由非共价键连接，有

7、氢键型、兀一兀堆叠型、可逆橡胶，特征是含多个氢键并构成网络结构，在金属配位型、拓扑聚合物等p。超分子聚合物的奠室温下就具有自愈合特征。Montamal等总结了多元基人、诺贝尔获奖者Lehn教授在发明超分子聚合物酸与DETA或与2一胺基乙基咪唑(UDETA)封端的时就预言，由于非共价键的选择性、可逆性和动态多元酸与尿素反应合成热可逆橡胶的结构一性能关性，特别适合用于自愈合材料p。超分子聚合物的系(图1)[91。‘自愈合机理是通过非共价键相互作用(超分子结构)以2脲一4一嘧啶酮衍生物(UPy)为端基的氢键

8、的形成与解离而实现的。目前，具有自愈合功能型超分子聚合物是第一个商品化的超分子聚合物陋0的超分子聚合物的研究方兴未艾，正在向实用性发。基于UPy自补可形成四重氢键二聚体，UPy基展。超分子聚合物可通过热或光驱动而实现自愈合。本文综述各种超分子聚合物的制备、结构和自Guan课题组深入研究了UPy基超分子嵌段聚合物愈合行为。及其自愈合行为(图2)IlOl。1氢键型超分子聚合物2尢一兀堆叠型超分子聚合物氢键型超分子聚合物是最早发现具有自愈合特兀一兀堆叠型超分子