基于芳香希夫碱的自修复聚氨酯涂层增强柔性织物的抗划伤性与持久芳香性

为解决柔性织物机械强度低、自修复效率不足及缺乏感官吸引力的问题，研究人员开发了一种基于肉桂醛-APTES动态希夫碱(SB)的芳香自修复聚氨酯(PSB)系统。通过氢键(HB)和UV激活的动态亚胺键协同作用，该材料在20分钟内实现76%的修复效率，同时保持2.73 MPa的拉伸强度和68%的延展性。其作为棉织物和皮革涂层显著提升机械性能（棉织物浸涂后拉伸强度达11 N/mm），并赋予持久香气，为高端柔性表面应用提供了创新解决方案。

　　

在追求可持续材料的今天，柔性织物的耐久性问题尤为突出。日常使用中，织物易因磨损、微裂纹而失效，而传统修复方法往往需复杂干预。更棘手的是，现有自修复材料常面临机械强度与修复效率的“此消彼长”——提高链流动性以促进修复时，材料刚性却大幅下降。此外，单一刺激响应（如仅依赖热或光）限制了材料的适用场景。如何让织物像皮肤一样既能快速“愈合”伤口，又保持强韧触感，甚至散发宜人香气？这一挑战激发了材料科学家的探索热情。

中央皮革研究所（CSIR-CLRI）的Hemakumari Sasikala团队在《Progress in Organic Coatings》发表的研究中，提出了一种颠覆性方案：将肉桂醛（CIN）与3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）通过动态希夫碱反应结合，再嵌入聚氨酯（PU）基质，构建出兼具芳香性、高机械强度和双模式自修复能力的智能涂层材料。

关键技术方法
研究通过两步法合成材料：首先利用异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）与聚乙二醇300（PEG）聚合生成PU预聚体；随后通过肉桂醛与APTES的缩合反应形成动态希夫碱（SB），并将其整合至PU网络中。采用浸涂与喷涂技术将材料负载于棉织物和皮革，通过拉伸测试、热重分析（TGA）和紫外光谱评估性能。

研究结果

1. 化学设计与结构表征
核磁共振（¹
H-NMR）证实了亚胺键（-C=N-）的成功形成，而傅里叶变换红外光谱（FTIR）显示PU中氢键与硅氧烷单元的协同作用。TGA显示PSB的热分解温度达280°C，优于传统PU。

2. 自修复性能
在365 nm UV照射下，动态亚胺键可逆断裂/重组，20分钟内实现76%的修复效率。浸涂棉织物的拉伸强度从11 N/mm降至9 N/mm后自恢复，修复效率达80%，远超喷涂样品（65%）。

3. 机械与感官特性
PSB薄膜的拉伸强度（2.73 MPa）与延展性（275%）平衡优异。皮革涂层使撕裂阻力提升至39 N/mm，且香气持续释放超30天。

结论与意义
该研究首创的“氢键-亚胺键”双动态系统突破了自修复材料“强韧难两全”的瓶颈。UV响应性使修复可精准控制，而硅氧烷单元增强了涂层与织物的界面结合力。实际应用中，该技术可延长高档服装、医用绷带的使用寿命，其芳香特性更拓展了智能纺织品的商业价值。正如作者Sathya Ramalingam强调的，这种“能自我修复且散发香气的第二层皮肤”为可持续时尚与功能性材料提供了新范式。