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Self-Healable and Reprocessable Cross-Linked Poly(urea-urethane) Elastomers with High Mechanical Performance Based on Dynamic Oxime–Carbamate Bonds
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2021-09-08 , DOI: 10.1021/acs.iecr.1c02245 Yingchao Cai 1 , Chunmei Li 1 , Yumin Yang 1 , Haonan Li 1 , Yuhang Wang 2 , Qiuyu Zhang 1
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2021-09-08 , DOI: 10.1021/acs.iecr.1c02245 Yingchao Cai 1 , Chunmei Li 1 , Yumin Yang 1 , Haonan Li 1 , Yuhang Wang 2 , Qiuyu Zhang 1
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Owing to excessive energy consumption and environmental deterioration, thermosets with permanent covalent crosslinks have encountered unprecedented challenge in the sustainable development. An effective method to address this intractable problem is to construct covalent adaptive networks that contain dynamic covalent bonds. Herein, self-healable and reprocessable cross-linked poly(urea-urethane) elastomers with high mechanical performance were simply developed by introducing dynamic oxime–carbamate bonds (POUUs). The studies on nuclear magnetic resonance indicated that the sufficient exchange rather than the reversible dissociation of oxime–carbamate bonds was the key to network arrangement at elevated temperatures. Due to the incorporation of strong polar urea bonds, POUUs showed excellent mechanical performance with a tensile strength of 27.8 MPa and toughness of 52.5 MJ m–3. The good self-healing ability of POUUs was demonstrated by the disappearance of scratches at 80 °C after 15 h. All POUUs were easily remolded (130 °C, 5 MPa) into transparent films with a maximum recovery efficiency of 80%. Furthermore, complete dissolution in N,N-dimethylformamide was achieved at 100 °C after 4 h, exhibiting high recyclability of the cross-linked POUUs.
中文翻译：
基于动态肟-氨基甲酸酯键的具有高机械性能的自修复和可再加工交联聚（脲-氨基甲酸酯）弹性体
由于过度的能源消耗和环境恶化，具有永久共价交联的热固性塑料在可持续发展中遇到了前所未有的挑战。解决这个棘手问题的有效方法是构建包含动态共价键的共价自适应网络。在此，通过引入动态肟-氨基甲酸酯键 (POUU)，简单地开发了具有高机械性能的可自修复和可再加工的交联聚（脲 - 氨基甲酸酯）弹性体。核磁共振研究表明，肟-氨基甲酸酯键的充分交换而不是可逆解离是高温下网络排列的关键。由于结合了强极性脲键，POUU 显示出优异的机械性能，拉伸强度为 27。–3 . POUUs 良好的自愈能力通过在 80°C 下 15 小时后划痕消失证明。所有 POUU 都可以轻松地（130°C，5 MPa）重新成型为透明薄膜，最大回收效率为 80%。此外，4 小时后在 100 °C 下完全溶解在N，N-二甲基甲酰胺中，表现出交联 POUU 的高可回收性。
更新日期：2021-09-22
中文翻译：
基于动态肟-氨基甲酸酯键的具有高机械性能的自修复和可再加工交联聚（脲-氨基甲酸酯）弹性体
由于过度的能源消耗和环境恶化，具有永久共价交联的热固性塑料在可持续发展中遇到了前所未有的挑战。解决这个棘手问题的有效方法是构建包含动态共价键的共价自适应网络。在此，通过引入动态肟-氨基甲酸酯键 (POUU)，简单地开发了具有高机械性能的可自修复和可再加工的交联聚（脲 - 氨基甲酸酯）弹性体。核磁共振研究表明，肟-氨基甲酸酯键的充分交换而不是可逆解离是高温下网络排列的关键。由于结合了强极性脲键，POUU 显示出优异的机械性能，拉伸强度为 27。–3 . POUUs 良好的自愈能力通过在 80°C 下 15 小时后划痕消失证明。所有 POUU 都可以轻松地（130°C，5 MPa）重新成型为透明薄膜，最大回收效率为 80%。此外，4 小时后在 100 °C 下完全溶解在N，N-二甲基甲酰胺中，表现出交联 POUU 的高可回收性。
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