I. Giới thiệu về mạng polyurethane tự phục hồi nhiệt
Nghiên cứu về mạng polyurethane tự phục hồi nhiệt đã trở thành một lĩnh vực quan trọng trong ngành vật liệu. Các polymer này có khả năng tự phục hồi khi bị hư hại dưới tác động của các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ. Chúng có thể được phân loại thành hai loại chính: polymer tự phục hồi ngoại sinh và polymer tự phục hồi nội sinh. Polyurethane tự phục hồi thường sử dụng các liên kết Diels-Alder để tạo ra khả năng phục hồi hiệu quả. Những vật liệu này không chỉ có tính năng cơ học tốt mà còn có khả năng tự lành ở điều kiện nhiệt độ thấp, điều này làm cho chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng công nghiệp. Theo một nghiên cứu gần đây, tỷ lệ ứng dụng của các vật liệu này trong các lĩnh vực khác nhau đã tăng trưởng đáng kể trong những năm qua.
II. Tổng hợp và đặc trưng hóa mạng polyurethane
Quá trình tổng hợp mạng polyurethane tự phục hồi được thực hiện thông qua hai phương pháp chính. Đầu tiên là việc sử dụng các liên kết Diels-Alder và (thio)urethane để tạo ra các mạng polymer có khả năng phục hồi hình dạng. Các vật liệu này được phân tích bằng nhiều phương pháp như quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), phân tích nhiệt lượng quét vi sai (DSC), và phân tích nhiễu xạ tia X (XRD). Kết quả cho thấy rằng, với nhiệt độ kích thích dưới 70 °C, các vật liệu này có khả năng tự lành các vết trầy xước và cắt một cách hiệu quả. Đặc biệt, khả năng phục hồi của các mẫu thử được đánh giá thông qua các thí nghiệm kéo, cho thấy độ bền kéo có thể phục hồi lên tới 87% sau khi điều trị ở nhiệt độ 70 °C.
III. Đánh giá khả năng phục hồi và ứng dụng thực tiễn
Khả năng phục hồi của mạng polyurethane tự phục hồi đã được chứng minh qua nhiều thí nghiệm. Các mẫu thử cho thấy khả năng tự lành vết thương và phục hồi độ bền kéo cao, điều này mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong thực tiễn. Việc ứng dụng vật liệu tự phục hồi trong các lĩnh vực như xây dựng, ô tô, và điện tử tiêu dùng có thể giảm thiểu chi phí bảo trì và tăng cường độ bền cho sản phẩm. Các nghiên cứu cho thấy rằng, việc kết hợp các liên kết Diels-Alder và thiourethane không chỉ nâng cao tính năng cơ học mà còn cải thiện khả năng tự phục hồi của vật liệu. Điều này cho thấy sự cần thiết phải tiếp tục nghiên cứu và phát triển các vật liệu tự phục hồi với tính năng vượt trội hơn nữa.
