水性聚氨酯不仅具有优异的机械性能和多种功能，还具有无毒、无溶剂的优点，被广泛应用于涂料、油墨、粘合剂和涂饰材料等多个领域。但是水性聚氨酯材料在使用过程中不可避免地会遭受损坏或断裂，这会严重影响材料的使用寿命并造成资源浪费。尽管动态键赋予材料自修复性能可延长其使用寿命，但是同时具有优异机械性能和自修复效率的水性聚氨酯仍然是一个很大挑战。

  受蜘蛛网稳定网络结构的启发，四川大学金勇教授团队提出在线性自修复水性聚氨酯中引入适量的化学交联和动态交联，形成双交联网络体系；其中主链上的化学交联可以保持聚合物网络结构的稳定性并提高材料的机械性能，而侧链上的动态交联可以使聚合物链保持较好的动态性，通过控制两种交联体系的比例，使材料在较高力学性能下满足材料的自修复性能。文中所制备的双交联网络水性聚氨酯薄膜具有优异的机械性能、令人满意的伸长率和快速的自修复效率。此外，材料具备的可回收性能和抗菌性能还可进一步增加材料的应用场景。

  金勇教授团队长期围绕水凝胶、离子凝胶、聚氨酯等基材开发了各种性能和多种特色功能传感材料（J. Mater. Chem. A, 2021, 9, 23916–23928、Chemical Engineering Journal 438 (2022) 135596、Nano Energy 104 (2022) 107962、Chemical Engineering Journal 456 (2023) 141082、ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 39120?39131、ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 35469?35482、Chemical Engineering Journal 476 (2023) 146840、Adv. Funct. Mater. 2023, 2301921）。

图1. 双交联网络水性聚氨酯制备示意图。

图2. 双交联网络水性聚氨酯结构表征和乳液性能。

图3. 双交联网络水性聚氨酯力学性能表征。

图4. 双交联网络水性聚氨酯自修复性能表征。

 图5. 双交联网络水性聚氨酯抗菌性能表征。

图6. 基于双交联网络水性聚氨酯温度/光传感器的应用展示。

  原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.148994