Реконструкция множественных структур посредством стратегии двойного динамического сшивания, индуцирующая самоупрочнение и упрочнение полиуретан/наноцеллюлозных эластомеров

Ожидается, что высокоэффективные эластомеры будут обладать отличной способностью к самовосстановлению и переработке, устойчивостью к повреждениям при одновременной высокой прочности и вязкости. В настоящей работе реализована стратегия двойного динамического сшивания с использованием множественных водородных и дисульфидных связей для получения нового аморфного и прозрачного полиуретан/наноцеллюлозного эластомера с превосходными свойствами самовосстановления, самоупрочнения и упрочнения. Во-первых, водородные связи введены в TEMPO‑окисленные целлюлозные нанофибриллы (TCNF) посредством модификации 2‑уреидо‑4[1H]‑пиримидоном (UTCNF), тогда как дисульфидные связи (SS) включены в главную цепь полиуретана (PU), что приводит к формированию двойных динамических сетей сшивания. Эластомер PU‑SS‑UTCNF способен полностью самовосстанавливаться в течение 4,0 ч при 50 °C. Удивительно, что впервые эластомер PU‑SS‑UTCNF также самоупрочняется и самоукрепляется после многократного горячего прессования: прочность при растяжении и вязкость увеличиваются максимум на 401% и 257% по сравнению с исходными образцами, достигая до 50,0 МПа и 132,5 МДж м-3. Эффекты самоупрочнения и самоукрепления объясняются: (1) реконструкцией двойных динамических сетей, что увеличивает степень сшивания в процессе многократного горячего прессования; и (2) множественными водородными связями в системе, способствующими ориентации высоко кристаллизованного UTCNF, заменяющими процессы, индуцируемые напряжением, при деформации под внешней растягивающей силой.