Novel self healing thermoplastic elastomers

Abstract

Akrilik asit ve butil akrilat içeren elastomerik kopolimerler ve bunların iyonomerleri hazırlanıp karakterize edildi. Aynı zamanda çok sayıda poliüretan ve poliüre sentezlenip karakterize edildi ve akrilik elastomerlerle karışımları (blend) hazırlandı. Bu kopolimerler ve blendlerin oda sıcaklığında kendini iyileştirme özellikleri kopma mukavemetlerini geri kazanabilme dereceleri incelenerek belirlendi. Kopolimer ve blend kompozisyonu ile iyileşim süresinin çekme-kopma özellikleri üzerindeki etkisi çalışıldı. Kopma anındaki mukavemetleri 1 MPa ya da daha düşük olan kopolimerler tamamen iyileşme gösterdiler. Daha yüksek mukavemete sahip polimerler ilk bir kaç saatte yüksek oranda iyileşme göstermesine rağmen daha sonraki zamanda iyileşme verimlerinde kayda değer bir artış gözlenmemiştir. Bu sonuçlar, kesilen yüzeyler arasındaki karşılıklı etkileşim (iyileşme) ile bu parçalardan her birinin kendi içerisindeki hidrojen bağıyla pekişen mikro faz ayrımına bağlı etkileşimin arasında rekabet olduğunu ve iyileşmenin bu iki farklı mekanizmaya bağlı olduğunu gösterir.

Elastomeric copolymers based on acrylic acid and butyl acrylate and their ionomers were prepared and characterized. A large number of segmented polyurethane and polyurea elastomers were also synthesized, characterized and blended with acrylic elastomers. Self healing behaviors of these copolymers and their blends were investigated at room temperature. Self healing behavior was determined by the extent of the recovery of the tensile strength of the samples. Effect of the copolymer structure, blend composition and the healing time on the recovery of the tensile properties was studied. All copolymers with ultimate tensile strength values around or below 1 MPa showed complete self healing. Polymers with higher tensile strengths seem to heal well initially within a few hours, but the healing does not seem to go completion upon further aging. These results seem to indicate a competition between microphase separation due to hydrogen bonding in the hard segments of the copolymer within the cut surfaces versus self healing or cross-interaction between the groups at the two interfaces.