本發(fā)明涉及一種聚氨酯組合物及其制備方法，特別涉及一種具有機(jī)械響應(yīng)特性的聚氨酯組合物及其制備方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)意義上的機(jī)械響應(yīng)變色聚合物材料是一類在外力(如：拉力、壓力、剪切力等)作用下引發(fā)化學(xué)反應(yīng)致使其顏色發(fā)生明顯改變的力刺激響應(yīng)型智能材料，具有機(jī)械響應(yīng)刺激特性的高分子材料是目前高分子研究中的重要領(lǐng)域。機(jī)械力作為一種新型的刺激源，具有與傳統(tǒng)光、熱等刺激源不同的特點(diǎn)，基于機(jī)械力響應(yīng)的聚合物材料在微應(yīng)力傳感、信息存儲(chǔ)、商標(biāo)防偽和發(fā)光器件等領(lǐng)域具有重要的潛在應(yīng)用。螺吡喃的分子結(jié)構(gòu)類似于螺噁嗪，是一類研究最早、最廣泛的有機(jī)光致變色分子，其作為一種有機(jī)光致變色化合物，能夠發(fā)生無(wú)色閉環(huán)體螺吡喃和有色開環(huán)體部花青之間可逆結(jié)構(gòu)變化，由于其具有特殊的分子識(shí)別能力和信號(hào)傳導(dǎo)功能，已經(jīng)成為分子探針領(lǐng)域極具吸引力的主體分子之一。近年來通過對(duì)螺吡喃分子進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，研究發(fā)現(xiàn)其除了具有典型的光致變色性質(zhì)外，還具有其他一些特殊的性質(zhì)，如：力致變色性質(zhì)、電致變色性質(zhì)。螺吡喃的機(jī)械響應(yīng)特性直到近年來才被廣泛研究和應(yīng)用，具有重要的潛在應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景，如：基于螺吡喃制備的機(jī)械響應(yīng)聚合物材料可作為一種無(wú)損探傷手段，廣泛應(yīng)用于很多場(chǎng)合，包括基礎(chǔ)設(shè)施的改造、各種物體的功能涂層、從橋梁到機(jī)翼、甚至對(duì)起重行業(yè)的鋼絲繩進(jìn)行檢測(cè)，以維護(hù)高危險(xiǎn)度作業(yè)的安全等領(lǐng)域。

將螺吡喃小分子通過共價(jià)鍵的方式嵌入在聚己內(nèi)酯、丙烯酸甲酯等聚合物鏈中,可以得到一類新型的具有機(jī)械響應(yīng)特性的功能高分子,而且理論和實(shí)驗(yàn)已證實(shí)此類聚合物體系機(jī)械變色的原理是：在機(jī)械外力作用下，聚合物結(jié)構(gòu)中的螺吡喃結(jié)構(gòu)由無(wú)色態(tài)的閉環(huán)體轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩珣B(tài)的開環(huán)體部花青結(jié)構(gòu)。目前，機(jī)械響應(yīng)聚合物多采用聚丙烯酸酯、聚己內(nèi)酯等高分子材料作為螺吡喃的載體，但由于聚丙烯酸甲酯柔韌性高、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低(約為6℃)，而聚甲基丙烯酸甲酯玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高(約105℃)，但柔韌性差，聚己內(nèi)酯因其結(jié)構(gòu)的柔軟性導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度差，以上高分子材料都不適合室溫下研究固體聚合物材料在外力作用下分子鏈中螺吡喃的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)轉(zhuǎn)變行為及不適合對(duì)機(jī)械響應(yīng)聚合物的響應(yīng)性能進(jìn)行定量研究，同時(shí)聚丙烯酸酯、聚己內(nèi)酯等聚合物材料自身的固有物理和機(jī)械性能在一定程度上限制了機(jī)械響應(yīng)聚合物的應(yīng)用前景。

聚氨酯(pu)是由玻璃化溫度低于室溫的柔性鏈段和玻璃化溫度高于室溫的剛性鏈段嵌段組成的，其獨(dú)特的鏈結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)賦予聚氨酯材料常溫下優(yōu)異的物理和機(jī)械性能，在生物醫(yī)學(xué)、導(dǎo)電、形狀記憶等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。聚氨酯材料自身具有的柔韌性、彈性和較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是研究室溫下機(jī)械響應(yīng)聚合物材料在外力作用下發(fā)生結(jié)構(gòu)變化的理想材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有機(jī)械響應(yīng)聚合物的缺點(diǎn)提供一種具有機(jī)械響應(yīng)特性的聚氨酯組合物及其制備方法；利用本發(fā)明方法制備的具有機(jī)械響應(yīng)特性的聚氨酯組合物克服了傳統(tǒng)機(jī)械響應(yīng)聚合物玻璃化溫度不易調(diào)控、物理性能和機(jī)械強(qiáng)度差等缺點(diǎn)，本發(fā)明制備的聚氨酯不僅具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能、耐化學(xué)試劑等性能，且具有靈敏的機(jī)械響應(yīng)特性，可作為“分子探針”感應(yīng)聚氨酯材料被拉伸時(shí)內(nèi)部的受力情況，還可以根據(jù)聚氨酯受力前后的顏色變化看到材料的損傷程度，使聚氨酯在無(wú)損探針等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種具有機(jī)械響應(yīng)特性的聚氨酯組合物，包括羥基組分、異氰酸酯-螺吡喃組分和擴(kuò)鏈交聯(lián)劑組分，所述羥基組分為飽和低聚物多元醇中的一種；所述異氰酸酯-螺吡喃組分為結(jié)構(gòu)中含有螺吡喃基團(tuán)且端部為nco的異氰酸酯預(yù)聚體；所述擴(kuò)鏈交聯(lián)劑為小分子的多元醇或多異氰酸酯中的一種或多種。

所述羥基組分為聚酯多元醇、聚醚多元醇或聚丙烯酸酯多元醇中的一種，其相對(duì)分子質(zhì)量范圍為300～6000。

所述擴(kuò)鏈交聯(lián)劑為小分子的多元醇或多異氰酸酯中的一種或多種。

所述擴(kuò)鏈交聯(lián)劑優(yōu)選采用1,4-丁二醇、三羥甲基丙烷、甘油、丙二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、六亞甲基二異氰酸酯三聚體、異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、六亞甲基二異氰酸酯縮二脲中的一種或多種。

一種具有機(jī)械響應(yīng)特性的聚氨酯組合物的制備方法，包括如下步驟：將所述的含有螺吡喃基團(tuán)且端部為nco的異氰酸酯預(yù)聚體逐滴加入到羥基組分和1,4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷中，并加入第一催化劑，其中所述第一催化劑的加入量為反應(yīng)物總質(zhì)量(反應(yīng)物總質(zhì)量為含有螺吡喃基團(tuán)且端部為nco的異氰酸酯預(yù)聚體、羥基組分和1,4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷的總量)的1％～3％；攪拌下升溫至80℃～95℃并保溫反應(yīng)2～3h，待體系內(nèi)nco含量穩(wěn)定后，逐滴加入擴(kuò)鏈交聯(lián)劑，然后將混合物脫氣并倒入聚四氟乙烯盤中，在真空烘箱80℃固化24h完成制備。

所述含有螺吡喃基團(tuán)且端部為nco的異氰酸酯預(yù)聚體的制備步驟為：將羥基螺吡喃和1,4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷(dabco)溶于無(wú)水的四氫呋喃(thf)，將其命名為a組分，并將溶于無(wú)水四氫呋喃的二異氰酸酯命名為b組分，將a組分、b組分和第二催化劑(dbtdl)混合，其中所述第二催化劑加入量為反應(yīng)總質(zhì)量(反應(yīng)總質(zhì)量為a組分、b組分的總量)的0.5％～1.5％；升溫至75℃～95℃保溫反應(yīng)，使b組分大大過量，以保證a組分中的羥基螺吡喃反應(yīng)完全；制得螺吡喃-異氰酸酯預(yù)聚物。

所述溶于無(wú)水四氫呋喃的二異氰酸酯為脂肪族或芳香族二異氰酸酯中的一種；所述溶于無(wú)水四氫呋喃的二異氰酸酯優(yōu)選采用二苯基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯中的一種。

所述第一催化劑為有機(jī)錫類化合物，采用二丁基氧化錫或二丁基二月桂酸錫中的一種，所述第二催化劑采用二月桂酸二丁基錫。

所述聚氨酯合成過程中體系內(nèi)異氰酸酯中nco基團(tuán)和多元醇中的羥基基團(tuán)的摩爾比為1.2:1～2.5:1。

所述羥基螺吡喃的制備步驟為：在氮?dú)獗Ｗo(hù)的四口燒瓶中加入溶于無(wú)水乙醇的吲哚啉、3,4-二羥基-5-硝基苯甲醛和吡啶，安裝冷凝回流裝置，油浴升溫至回流，保溫反應(yīng)2h，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀干燥得到油狀產(chǎn)物。然后將合成產(chǎn)物用無(wú)水乙醇洗滌，倒入單頸燒瓶中，加入活性炭，連續(xù)攪拌升溫至60℃并恒溫15min，隨后經(jīng)過熱抽濾、取濾液、重結(jié)晶，得到羥基螺吡喃。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明制備的聚氨酯不僅具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能、耐化學(xué)試劑等性能，且具有靈敏的機(jī)械響應(yīng)特性，可作為“分子探針”感應(yīng)聚氨酯材料被拉伸時(shí)內(nèi)部的受力情況，還可以根據(jù)聚氨酯受力前后的顏色變化看到材料的損傷程度，使聚氨酯在無(wú)損探針等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例說明，但不限制本發(fā)明。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的一種具有機(jī)械響應(yīng)特性的聚氨酯組合物及其制備方法如下：

1)羥基組分：聚己內(nèi)酯二醇，相對(duì)分子質(zhì)量530(購(gòu)于sigmaaldrich公司)；

2)所述羥基螺吡喃的制備步驟為：在氮?dú)獗Ｗo(hù)的250ml四口燒瓶中加入溶于93ml無(wú)水乙醇的3.0g1,3,3-三甲基-2-亞甲基吲哚啉(購(gòu)于百靈威科技有限公司)，1.73g3,4-二羥基-5-硝基苯甲醛(購(gòu)于百靈威科技有限公司)和1.87ml吡啶，安裝冷凝回流裝置，油浴升溫至回流，保溫反應(yīng)2h，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀干燥得到油狀產(chǎn)物。采用重結(jié)晶的方法對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行提純，將合成產(chǎn)物用無(wú)水乙醇洗滌，倒入單頸燒瓶中，加入1％活性炭(購(gòu)于上海熙碳環(huán)?？萍加邢薰?，連續(xù)攪拌升溫至60℃并恒溫15min，隨后經(jīng)過熱抽濾、取濾液、重結(jié)晶，得到深綠色結(jié)晶的產(chǎn)物。

3)螺吡喃-異氰酸酯預(yù)聚物制備步驟為：

將制備得到的羥基螺吡喃和1,4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷(購(gòu)于百靈威科技有限公司)溶于無(wú)水的四氫呋喃，命名為a組分，將溶于無(wú)水四氫呋喃的二苯基二異氰酸酯(芳香族異氰酸酯，購(gòu)于sigmaaldrich公司)命名為b組分，將a組分、b組分和第二催化劑(二月桂酸二丁基錫，購(gòu)于百靈威科技有限公司)，加入量為反應(yīng)總質(zhì)量的0.8％)混合并升溫至75℃保溫反應(yīng)2h(二苯基二異氰酸酯和羥基螺吡喃反應(yīng)性基團(tuán)的摩爾比為5:1)制得螺吡喃-異氰酸酯預(yù)聚物；

4)擴(kuò)鏈交聯(lián)劑：1,4-丁二醇、三羥甲基丙烷、丙二醇(其中1,4-丁二醇、三羥甲基丙烷、丙二醇的質(zhì)量比為2:1:1)；

5)聚氨酯的制備：將螺吡喃-異氰酸酯預(yù)聚物逐滴加入到羥基組分和1,4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷中，并加入1％第一催化劑二丁基氧化錫(購(gòu)于百靈威科技有限公司)，攪拌下升溫至80℃并保溫反應(yīng)2.5h，待體系內(nèi)nco含量穩(wěn)定后，逐滴加入1,4-丁二醇和丙二醇(此體系內(nèi)反應(yīng)性基團(tuán)nco和oh的摩爾比為1.2:1)，然后將混合物脫氣并倒入聚四氟乙烯盤中，在真空烘箱80℃固化24h完成制備。

將本實(shí)施例所制備的產(chǎn)品進(jìn)行沖擊強(qiáng)度試驗(yàn)(kg.cm)，參考gb/t1732-9395；柔韌性試驗(yàn)(mm)參考gb/t1731-931；耐化學(xué)試劑試驗(yàn)參考gb/t1763-79；其中耐化學(xué)試劑數(shù)值5＝無(wú)變化；4＝顏色改變或光澤度降低；3＝表面起泡；2＝變軟；1＝部分膜脫落；0＝膜全部脫落；具體數(shù)據(jù)見表1所示，由表1可知此聚氨酯具有較好的機(jī)械性能和耐化學(xué)試劑性能。

本實(shí)施例制備的聚氨酯不僅具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能、耐化學(xué)試劑等性能，且具有靈敏的機(jī)械響應(yīng)特性，可作為“分子探針”感應(yīng)聚氨酯材料被拉伸時(shí)內(nèi)部的受力情況，還可以根據(jù)聚氨酯受力前后的顏色變化看到材料的損傷程度，使聚氨酯在無(wú)損探針等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的一種具有機(jī)械響應(yīng)特性的聚氨酯組合物及其制備方法如下：

1)羥基組分：聚乙二醇，相對(duì)分子質(zhì)量6000(sigmaaldrich公司)；

2)所述羥基螺吡喃的制備步驟為：在氮?dú)獗Ｗo(hù)的250ml四口燒瓶中加入溶于93ml無(wú)水乙醇的3.0g1,3,3-三甲基-2-亞甲基吲哚啉(購(gòu)于百靈威科技有限公司)，1.73g3,4-二羥基-5-硝基苯甲醛(購(gòu)于百靈威科技有限公司)和1.87ml吡啶，安裝冷凝回流裝置，油浴升溫至回流，保溫反應(yīng)2h，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀干燥得到油狀產(chǎn)物。采用重結(jié)晶的方法對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行提純，將合成產(chǎn)物用無(wú)水乙醇洗滌，倒入單頸燒瓶中，加入1％活性炭(購(gòu)于上海熙碳環(huán)保科技有限公司)，連續(xù)攪拌升溫至60℃并恒溫15min，隨后經(jīng)過熱抽濾、取濾液、重結(jié)晶，得到深綠色結(jié)晶的產(chǎn)物。

3)螺吡喃-異氰酸酯預(yù)聚物制備步驟為：

將制備得到的羥基螺吡喃和1,4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷(dabco)溶于無(wú)水的四氫呋喃(thf)，命名為a組分，將溶于無(wú)水四氫呋喃的六亞甲基二異氰酸酯(脂肪族異氰酸酯，購(gòu)于sigmaaldrich公司)命名為b組分，將a組分、b組分和第二催化劑(二月桂酸二丁基錫，dbtdl(購(gòu)于百靈威科技有限公司)，加入量為反應(yīng)總質(zhì)量的1％)混合并升溫至90℃保溫反應(yīng)2h(二苯基二異氰酸酯和羥基螺吡喃反應(yīng)性基團(tuán)的摩爾比為6:1)制得螺吡喃-異氰酸酯預(yù)聚物；

4)擴(kuò)鏈交聯(lián)劑：新戊二醇、甘油、1,6-己二醇(其中新戊二醇、甘油、1,6-己二醇的質(zhì)量比為2:1:1)；

5)聚氨酯的制備：將螺吡喃-異氰酸酯預(yù)聚物逐滴加入到羥基組分和1,4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷(購(gòu)于百靈威科技有限公司)中，并加入1％第一催化劑二月桂酸二丁基錫(購(gòu)于百靈威科技有限公司)，攪拌下升溫至90℃并保溫反應(yīng)2h，待體系內(nèi)nco含量穩(wěn)定后，逐滴加入新戊二醇和1,6-己二醇(此體系內(nèi)反應(yīng)性基團(tuán)nco和oh的摩爾比為1.4:1)，然后將混合物脫氣并倒入聚四氟乙烯盤中，在真空烘箱80℃固化24h完成制備。

將本實(shí)施例所制備的產(chǎn)品進(jìn)行沖擊強(qiáng)度試驗(yàn)(kg.cm)，參考gb/t1732-9395；柔韌性試驗(yàn)(mm)參考gb/t1731-931；耐化學(xué)試劑試驗(yàn)參考gb/t1763-79；其中耐化學(xué)試劑數(shù)值5＝無(wú)變化；4＝顏色改變或光澤度降低；3＝表面起泡；2＝變軟；1＝部分膜脫落；0＝膜全部脫落；具體數(shù)據(jù)見表1所示，由表1可知此聚氨酯具有較好的機(jī)械性能和耐化學(xué)試劑性能。

本實(shí)施例制備的聚氨酯不僅具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能、耐化學(xué)試劑等性能，且具有靈敏的機(jī)械響應(yīng)特性，可作為“分子探針”感應(yīng)聚氨酯材料被拉伸時(shí)內(nèi)部的受力情況，還可以根據(jù)聚氨酯受力前后的顏色變化看到材料的損傷程度，使聚氨酯在無(wú)損探針等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的一種具有機(jī)械響應(yīng)特性的聚氨酯組合物及其制備方法如下：

1)羥基組分：聚碳酸酯二醇，相對(duì)分子質(zhì)量2000(德國(guó)bayer公司)；

2)所述羥基螺吡喃的制備步驟為：在氮?dú)獗Ｗo(hù)的250ml四口燒瓶中加入溶于93ml無(wú)水乙醇的3.0g1,3,3-三甲基-2-亞甲基吲哚啉(購(gòu)于百靈威科技有限公司)，1.73g3,4-二羥基-5-硝基苯甲醛(購(gòu)于百靈威科技有限公司)和1.87ml吡啶，安裝冷凝回流裝置，油浴升溫至回流，保溫反應(yīng)2h，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀干燥得到油狀產(chǎn)物。采用重結(jié)晶的方法對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行提純，將合成產(chǎn)物用無(wú)水乙醇洗滌，倒入單頸燒瓶中，加入1％活性炭(購(gòu)于上海熙碳環(huán)?？萍加邢薰?，連續(xù)攪拌升溫至60℃并恒溫15min，隨后經(jīng)過熱抽濾、取濾液、重結(jié)晶，得到深綠色結(jié)晶的產(chǎn)物。

3)螺吡喃-異氰酸酯預(yù)聚物制備步驟為：

將制備得到的羥基螺吡喃和1,4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷(dabco)(購(gòu)于百靈威科技有限公司)溶于無(wú)水的四氫呋喃(thf)，命名為a組分，將溶于無(wú)水四氫呋喃的六亞甲基二異氰酸酯(脂肪族異氰酸酯，購(gòu)于sigmaaldrich公司)命名為b組分，將a組分、b組分和第二催化劑(二月桂酸二丁基錫，dbtdl，(購(gòu)于百靈威科技有限公司)加入量為反應(yīng)總質(zhì)量的1％)混合并升溫至90℃保溫反應(yīng)2h(二苯基二異氰酸酯和羥基螺吡喃反應(yīng)性基團(tuán)的摩爾比為6:1)制得螺吡喃-異氰酸酯預(yù)聚物；

4)擴(kuò)鏈交聯(lián)劑：六亞甲基二異氰酸酯三聚體(購(gòu)于sigmaaldrich公司)；

5)聚氨酯的制備：將螺吡喃-異氰酸酯預(yù)聚物逐滴加入到羥基組分和1,4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷中，并加入2％第一催化劑二月桂酸二丁基錫(購(gòu)于百靈威科技有限公司)，攪拌下升溫至95℃并保溫反應(yīng)2.2h，待體系內(nèi)nco含量穩(wěn)定后，逐滴加入六亞甲基二異氰酸酯三聚體(此體系內(nèi)反應(yīng)性基團(tuán)nco和oh的摩爾比為1.6:1)，然后將混合物脫氣并倒入聚四氟乙烯盤中，在真空烘箱80℃固化24h完成制備。

將本實(shí)施例所制備的產(chǎn)品進(jìn)行沖擊強(qiáng)度試驗(yàn)(kg.cm)，參考gb/t1732-9395；柔韌性試驗(yàn)(mm)參考gb/t1731-931；耐化學(xué)試劑試驗(yàn)參考gb/t1763-79；其中耐化學(xué)試劑數(shù)值5＝無(wú)變化；4＝顏色改變或光澤度降低；3＝表面起泡；2＝變軟；1＝部分膜脫落；0＝膜全部脫落；具體數(shù)據(jù)見表1所示，由表1可知此聚氨酯具有較好的機(jī)械性能和耐化學(xué)試劑性能。

本實(shí)施例制備的聚氨酯不僅具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能、耐化學(xué)試劑等性能，且具有靈敏的機(jī)械響應(yīng)特性，可作為“分子探針”感應(yīng)聚氨酯材料被拉伸時(shí)內(nèi)部的受力情況，還可以根據(jù)聚氨酯受力前后的顏色變化看到材料的損傷程度，使聚氨酯在無(wú)損探針等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的一種具有機(jī)械響應(yīng)特性的聚氨酯組合物及其制備方法如下：

1)羥基組分：聚丙烯酸酯二醇(acryflowp90,lyondell化學(xué)公司)，相對(duì)分子質(zhì)量2900；

2)所述羥基螺吡喃的制備步驟為：在氮?dú)獗Ｗo(hù)的250ml四口燒瓶中加入溶于93ml無(wú)水乙醇的3.0g1,3,3-三甲基-2-亞甲基吲哚啉(購(gòu)于百靈威科技有限公司)，1.73g3,4-二羥基-5-硝基苯甲醛(購(gòu)于百靈威科技有限公司)和1.87ml吡啶，安裝冷凝回流裝置，油浴升溫至回流，保溫反應(yīng)2h，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀干燥得到油狀產(chǎn)物。采用重結(jié)晶的方法對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行提純，將合成產(chǎn)物用無(wú)水乙醇洗滌，倒入單頸燒瓶中，加入1％活性炭(購(gòu)于上海熙碳環(huán)?？萍加邢薰?，連續(xù)攪拌升溫至60℃并恒溫15min，隨后經(jīng)過熱抽濾、取濾液、重結(jié)晶，得到深綠色結(jié)晶的產(chǎn)物。

3)螺吡喃-異氰酸酯預(yù)聚物制備步驟為：

將制備得到的羥基螺吡喃和1,4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷(dabco)(購(gòu)于百靈威科技有限公司)溶于無(wú)水的四氫呋喃(thf)，命名為a組分，將溶于無(wú)水四氫呋喃的異佛爾酮二異氰酸酯(脂肪族異氰酸酯，購(gòu)于sigmaaldrich公司)命名為b組分，將a組分、b組分和第二催化劑(二月桂酸二丁基錫，dbtdl(購(gòu)于百靈威科技有限公司)，加入量為反應(yīng)總質(zhì)量的1.5％)混合并升溫至95℃保溫反應(yīng)2h(二苯基二異氰酸酯和羥基螺吡喃反應(yīng)性基團(tuán)的摩爾比為8:1)制得螺吡喃-異氰酸酯預(yù)聚物；

4)擴(kuò)鏈交聯(lián)劑：異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、六亞甲基二異氰酸酯縮二脲(其中異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、六亞甲基二異氰酸酯縮二脲的質(zhì)量比為1:1)；(購(gòu)于sigmaaldrich公司)

5)聚氨酯的制備：將螺吡喃-異氰酸酯預(yù)聚物逐滴加入到羥基組分和1,4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷中，并加入3％第一催化劑二月桂酸二丁基錫(購(gòu)于百靈威科技有限公司)，攪拌下升溫至88℃并保溫反應(yīng)3h，待體系內(nèi)nco含量穩(wěn)定后，逐滴加入異佛爾酮二異氰酸酯三聚體、六亞甲基二異氰酸酯縮二脲(此體系內(nèi)反應(yīng)性基團(tuán)nco和oh的摩爾比為2.5:1)，然后將混合物脫氣并倒入聚四氟乙烯盤中，在真空烘箱80℃固化24h完成制備。

將本實(shí)施例所制備的產(chǎn)品進(jìn)行沖擊強(qiáng)度試驗(yàn)(kg.cm)，參考gb/t1732-9395；柔韌性試驗(yàn)(mm)參考gb/t1731-931；耐化學(xué)試劑試驗(yàn)參考gb/t1763-79；其中耐化學(xué)試劑數(shù)值5＝無(wú)變化；4＝顏色改變或光澤度降低；3＝表面起泡；2＝變軟；1＝部分膜脫落；0＝膜全部脫落；具體數(shù)據(jù)見表1所示，由表1可知此聚氨酯具有較好的機(jī)械性能和耐化學(xué)試劑性能。

本實(shí)施例制備的聚氨酯不僅具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能、耐化學(xué)試劑等性能，且具有靈敏的機(jī)械響應(yīng)特性，可作為“分子探針”感應(yīng)聚氨酯材料被拉伸時(shí)內(nèi)部的受力情況，還可以根據(jù)聚氨酯受力前后的顏色變化看到材料的損傷程度，使聚氨酯在無(wú)損探針等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。

表1