Создание самовосстанавливающихся термопластичных материалов теперь стало на один шаг ближе, благодаря недавней работе китайских исследователей.

 Термопласты используются во многих изделиях из-за своих свойств - они могут нагреваться и менять форму много раз, прежде чем произойдет какое-либо ухудшение в структуре материала. Поливинилхлорид (ПВХ) является одним из наиболее широко используемых термопластичных материалов, от подошв до водопроводных труб. Но до недавнего времени ни у кого не получалось сделать ПВХ, который мог бы самостоятельно заживлять повреждения.

Полимеры, содержащие заживляющие микроинкапсулированные агенты, были главной идеей создания самовосстанавливающихся материалов в последнее десятилетие. Китайские исследователи впервые получили ПВХ-композит, который автоматически самостоятельно заживляется в ответ на механическое повреждение. Вместо использования одной реакции исследователи применили высокоэффективный химический процесс под названием “click chemistry”, который генерирует продукт путём присоединения небольших частей друг к другу. И это происходит быстро, при температуре окружающей среды и в атмосферных условиях.

Для самовосстановления ПВХ-композита использовались агенты на основе тиолов. Два различных компонента лечебного агента были инкапсулированы отдельно, перед добавлением в порошкообразный ПВХ и формованием прессованных тестируемых образцов. Эти композиты затем подвергались испытанию на разрушение при комнатной температуре. С применением давления (0,2 МПа) обе стороны трещины были объединены, заживляющий агент посредством химической реакции соединил трещину. Через 2-3 часа восстановившийся образец снова подвергли разрушению. Результаты показали, что вдоль трещины формировалась сшивка между компонентами заживляющего агента и ПВХ. Увеличение концентрации капсул повышало эффективность самовосстановления композита, но при этом уменьшалась его ударная прочность, поэтому ведутся дальнейшие работы по оптимизации количества капсул в ПВХ.

Эти результаты показывают, что можно восстановить механическую прочность поврежденного ПВХ композита практически до первоначального уровня, автономно, быстро, при комнатной температуре и в воздухе. Это может открыть широкие перспективы для создания самовосстанавливающихся термопластов.

Источник: Dong Yu Zhu et al, Polymer (2015) 69, 1-9 “Self-healing polyvinyl chloride (PVC) based on microencapsulated nucleophilic thiol-click chemistry.DOI:10.1016/j.polymer.2015.05.052

 

Энергетика и промышленность России - информационный портал           Научный журнал “Видеонаука          Наука и технологии России − STRF.ru

Другие партнёры сайта