聚氨酯-脲纤维材料及其制备方法和应用与流程

文档序号:20913937发布日期:2020-05-29 13:16阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种聚氨酯-脲纤维材料,其特征在于,所述聚氨酯-脲纤维材料具有如式(i)所示的通式:

其中,n为1~30,m为1~5;r15≤x≤50;r2r35≤y≤20。

2.如权利要求1所述的聚氨酯-脲纤维材料,其特征在于,所述聚氨酯-脲纤维材料采用具有如式(ii)、(iii)、(iv)所示的通式的原料反应得到:

ho-r1-oh……(ii);

ocn-r2-nco……(iii);

h2n-r3-nh2……(iv);

其中式(ii)为低聚物二元醇、式(iii)为二异氰酸酯、式(iv)为具有β-折叠结构的聚氨基酸二元胺。

3.如权利要求2所述的聚氨酯-脲纤维材料,其特征在于,所述具有β-折叠结晶结构的聚氨基酸二元胺为聚丙氨酸二元胺、聚甘氨酸二元胺、聚亮氨酸二元胺、聚蛋氨酸二元胺、聚异亮氨酸二元胺、聚谷氨酸苄酯二元胺中的至少一种。

4.如权利要求2所述的聚氨酯-脲纤维材料其特征在于,所述低聚物二元醇为聚醚二元醇或聚酯二元醇中的至少一种。

5.如权利要求2所述的超韧聚氨酯-脲纤维材料,其特征在于,所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。

6.如权利要求1~5任一项所述的聚氨酯-脲纤维材料,其特征在于,所述聚氨酯-脲纤维材料的韧性≥150mj/m3,拉伸强度100~200mpa,断裂伸长率在150%~800%之间。

7.如权利要求1~6任一项所述的聚氨酯-脲纤维材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤s01.在催化剂作用下使低聚二元醇与二异氰酸酯发生反应,得到预聚物;

步骤s02.向所述预聚物中加入具有β-折叠结构的聚氨基酸二元胺的溶液混合反应;

步骤s03.向步骤s02的反应产物中加入沉淀剂,得到聚氨酯-脲;

步骤s04.对所述聚氨酯-脲进行纺丝获得聚氨酯-脲纤维。

8.如权利要求7所述的聚氨酯-脲纤维材料的制备方法,其特征在于,所述催化剂为有机锡、叔胺中的至少一种;

按照摩尔比,所述低聚二元醇:二异氰酸酯=1:3~5:6;所述具有β-折叠结构的聚氨基酸二元胺:二异氰酸酯=1:6~2:3。

9.如权利要求7所述的聚氨酯-脲纤维材料的制备方法,其特征在于,所述具有β-折叠结构的聚氨基酸二元胺的溶液中,溶质为n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃、氯仿中的至少一种;所述步骤s01的反应温度为70~80℃。

10.如权利要求1~6任一项所述的聚氨酯-脲纤维材料在制造可穿戴、可植入电子、纺织品、生物医学材料中的应用。


技术总结
本发明涉及聚氨酯‑脲材料技术领域,具体提供一种聚氨酯‑脲纤维材料及其制备方法和应用。所述聚氨酯‑脲纤维材料具有如说明书式(I)所示的通式。其制备方法包括以下步骤:在催化剂作用下使低聚二元醇与二异氰酸酯发生反应,得到预聚物;向所述预聚物中加入具有β‑折叠结构的聚氨基酸二元胺的溶液混合反应;向得到的反应产物加入甲醇中,得到聚氨酯‑脲;将所述聚氨酯‑脲纺丝获得聚氨酯‑脲纤维。本发明的聚氨酯‑脲纤维材料是一种人造仿生材料,其韧性≥150MJ/m3,拉伸强度100~200MPa,断裂伸长率在150%~800%之间,与蜘蛛丝相比,其性能更为优异,更适合商业化应用。

技术研发人员:胡金莲;顾林;蒋元章
受保护的技术使用者:香港理工大学深圳研究院
技术研发日:2018.11.22
技术公布日:2020.05.29
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