Page 139 - 2025水性涂料虚拟专辑
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罗   等：本征型自修复水性聚氨酯的研究进展

             DMPA 为原料，2-羟乙基二硫化物为扩链剂制备了二                         学防 等。自修复 WPU 涂层的研究仍面临一些挑
             硫键改性 WPU（HWPU），HWPU 涂层不仅在 80 ℃下                    战，例如，WPU 的修复过程中引入的外部刺激有可能
             处理 60 min 可以实现表面划痕的自修复，而且引入                        导致材料的结构发生变化，如何在保持 WPU 原有性
             抑制剂后的涂层在 3. 5 NaCl 溶液中浸泡 50 d 后低                   能的同时实现快速自修复；WPU 中引入的动态化学
             频阻抗仍在 10  ·cm 以上，二硫键和填料的协同作                        键对环境条件很敏感，如何优化 WPU 在不同环境中
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             用可以显著提高复合涂层的长期防腐效果。Yu 等                      [27]  的稳定性；多重动态化学键的 WPU 可以在具备良好
             用 PTMG、PDI、DMPA合成预聚体，以 DA加合物和六                     机械性能的同时保持较高的自修复效率，但多重化
                      I
             亚甲基二异氰酸酯三聚体扩链剂制备出基于 DA 反                           学键的 WPU 的合成方法一般较为复杂，如何实现可

             应的自修复 PUDA，PUDA 涂层可以在 110 ℃下 40 s                  规模化生产。未来的研究需要在分子设计、材料合
             实现表面划痕的自修复。除了快速的划痕自修复能                             成和应用开发等方面进入更深入的探索。对于聚氨
             力，PUDA 涂层也表现出良好的防腐性，PUDA 涂层在                       酯同时进行水性改性和自修复改性时，水性改性可
             经历损伤修复后由于涂层与金属表面之间的黏合强                             能会影响聚氨酯的自修复性能，因为水性改性过程
             度增强，显示出比原始涂层更好的防腐性能。将自                             中使用的水溶性增稠剂或水可能会干扰自修复机制
             修复 WPU用于防腐不仅可以通过动态键的作用增强                           中的化学反应，由于在聚氨酯预聚体分散于水的过
             涂层的长期防腐效果，还可以延长涂层的使用寿命。                            程中，水也参与扩链，自修复改性中使用的某些化学
             4. 2  光学领域应用                                       键或添加剂可能与水性改性中的水不相容，所以在
                 最近研究表明，WPU 具有本征发光特性，将此特                        工艺路径上需要特别设计以确保两者的相容性。自
             性和自修复结合，可以实现自修复 WPU在发光涂料、                          修复 WPU 作为一种具有巨大应用潜力的智能材料，
             LED 路标和光学防 等领域的应用。Yuan 等 通过                        通过不断的研究和创新，其有望在柔性电子、生物医
                                                      [28]
             PTMG、PDI 和 DMPA 共聚，以聚亚胺（PEI）为扩链剂                   学、智能材料等领域实现更多的突破。
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             制备出羧基型水性聚氨酯（CWPU）材料兼具光致发                                              参考文献
             光和自修复特性，PEI 结构中的伯胺、仲胺和叔胺基
             团与 WPU 分子链形成的离子键和氢键赋予 CWPU 良                       [ 1 ] LI C H，ZUO  J  L. Self-healing  polymers  based  on
                                                                     coordination  bonds[J]. Advanced  Materials，2020，32：
             好的自修复能力。CWPU 用作涂层时拥有高于 75%
                                                                     1903762.
             的可见光透过率，在此基础上引入了碳量子点制备
                                                                [ 2 ] XIA  J，LI  T，LU  C，et  al. Selenium-containing  polymers：
             了 WPU/CQs，涂覆在石英玻璃上的发光 WPU/CQs 涂
                                                                     perspectives  toward  diverse  applications  in  both  adaptive
             层在受到紫外光激发时可以发出蓝色荧光，表明自                                  and  biomedical  materials[J]. Macromolecules，2018，51：
             修复 WPU 涂层在光学领域的良好应用前景。Zhu                               7435-7455.
             等 以 PTMG、IPDI和 DMPA为原料合成预聚体，引入                     [ 3 ] HUANG  H，ZHOU  W，ZHONG  Z，et  al. Self-antiglare
               [29]
             了由 3，3'-二硫代双丙酰肼和水 醛为原料合成的                               waterborne coating with superior mechanical robustness and
             PD 扩链剂，制备了含有不同动态键的自修复涂层                                 highly  efficient  room-temperature  self-healing  capability[J].
             WPU-PD，WPU-PD 在紫外光照射下可以显示出强烈                            Progress in Organic Coatings，2020，146： 105717.
             的绿色荧光，同时该涂层在可见光范围内透过率约                             [ 4 ] XUE  R，ZHAO  H，AN  Z  W，et  al. Self-healable，solvent
                                                                     response  cellulose  nanocrystal/waterborne  polyurethane
             为 80%，该自修复 WPU 涂层在光学防 领域具有巨
                                                                     nanocomposites  with  encryption  capability[J]. ACS  Nano，
             大的潜力。
                                                                     2023，17：5653-5662.
             5   结 语                                            [ 5 ] JI  S，CAO  W，YU  Y，et  al. Dynamic  diselenide  bonds：
                                                                     exchange reaction induced by visible light without catalysis[J].
                                                                     Angewandte Chemie International Edition，2014，53：6781-
                 本征型自修复 WPU 可以通过引入不同的动态共
                                                                     6785.
             价/非共价键制备，自修复特性使其在涂层领域具有
                                                                           J
                                                                [ 6 ] FAN W，IN Y，HUANG Y，et al. Room-temperature self-
             重要的应用价值，如实现表面划痕的快速修复等，这
                                                                     healing and reprocessing of Diselenide-containing waterborne
             可以很大程度减少资源的浪费，同时，研究者已将自                                 polyurethanes  under  visible  light[J]. Journal  of  Applied
             修复 WPU涂层应用研究拓展到多个领域，如防腐、光                               Polymer Science，2019，136：47071.
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