植物基自修复水性聚氨酯薄膜：高效紫外屏蔽与动态共价键协同设计

本文报道了一种通过姜黄素和二硫代二苯胺双交联策略制备的水性聚氨酯（CSWPU）薄膜，兼具紫外屏蔽（100%阻隔<500 nm短波光）和自修复性能（91%修复效率）。该研究创新性地将π共轭体系（姜黄素）与动态二硫键整合到蓖麻油-异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）体系中，通过双共价交联促进微相分离，实现力学性能可调（柔性至刚性），同时提升热稳定性。为多功能聚合物设计提供了可持续范式。

　　

Highlight

本研究将具有π→π?跃迁特性的姜黄素与含动态二硫键的二硫代二苯胺作为双交联剂，引入蓖麻油-异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）体系，制备出兼具紫外屏蔽和自修复功能的水性聚氨酯（CSWPU）。

FTIR分析

CSWPU的红外光谱（FTIR）显示典型聚氨酯特征峰：3300-3500 cm^?1为氨基甲酸酯/脲基N-H伸缩振动，1700-1750 cm^?1为羰基（C=O）伸缩振动。姜黄素和二硫代二苯胺的引入使1650-1750 cm^?1区域吸收峰显著增强，证实成功构建双交联网络。

Conclusion

通过姜黄素（π共轭体系）和二硫代二苯胺（动态二硫键）的协同交联，本研究开发的CSWPU材料实现了紫外屏蔽与自修复功能的完美融合。双交联体系显著增强聚氨酯基体的微相分离，使拉伸强度提升至传统材料的2.3倍，同时保持91%的自修复效率。动态二硫键交换机制使材料在室温下6小时即可完成修复，而姜黄素的刚性苯环结构赋予材料优异的热稳定性（热分解温度提升38℃）。该工作为设计多功能集成聚合物提供了新思路，在户外耐候涂层、智能包装等领域具有广阔应用前景。