一种可室温修复的高分子阻尼材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及可室温修复的高分子材料技术领域，具体涉及一种可室温修复的高分子阻尼材料及其制备方法和应用。

背景技术：

随着现代工业的发展，振动工具和产生强烈振动的大功率机械不断增多，各种机械设备在运转及工作过程中带来的振动危害也日益严重：(1)在日常生活中，这类振动和噪声会给人们的生活、工作和身体健康带来不良的影响，比如损伤听力、影响睡眠以及诱发疾病等；(2)在工程领域，振动和噪声带来的宽频带随机激振会引起结构的多共振峰响应，直接影响电子器件、仪器和仪表的正常工作，严重时造成灾难性后果；(3)在军事领域，由于武器装备和飞行器的发展日趋高速化和大功率化，各种飞行器在飞行过程中受到发动机和高速气流的激励，振动和谐动响应产生的结构疲劳是十分严重的。

为了解决上述问题，在振动物体表面或受振动噪音污染的空间覆盖或涂敷高分子阻尼材料是常见且有效的方法。但是现有的高分子阻尼材料在减振降噪的过程中，普遍存在着巨大的损伤风险：一是高分子阻尼材料的表面和内部在使用过程中易出现开裂(功能高分子学报，1999，12(4)：503.japplpolymsci,2000，75，604-611)，各种大功率的发动机在使用过程中由于振幅变化明显，高分子阻尼材料在频繁的形变下易产生疲劳，使高分子阻尼材料丧失阻尼效果；二是高分子阻尼材料在使用过程中受外部撞击使材料损伤。因此，发展能够修复机械损伤的高分子阻尼材料，对提高各种大功率机器的运行精确性、安全性以及延长其服役寿命具有十分重要的意义。

另外，本征型可修复材料由于可以实现同一伤口位置处的多次损伤修复进而有效地提高材料的耐用性、安全性及使用寿命而受到了人们越来越多的关注。本征型可修复材料是基于伤口处动态共价键或可逆的非共价相互作用的打开和重建以及聚合物链段的运动来实现伤口修复的。因此，本征型可修复材料的机械性能通常较差。提高可修复材料的机械强度往往会导致其修复性能的降低，因而，如何实现高强度可修复材料的制备成为了一个挑战。另外，交联本征型可修复材料的动态共价键或可逆的非共价相互作用的打开和重建往往需要外部刺激，如光、热、氧化-还原等来实现。这对于材料内部产生的微小裂痕的修复，防止材料最终破坏是不能实现的。同时，对于光、热等刺激的需求也限制了材料在一些极端条件下的应用。因此，开发可室温温和条件下进行损伤修复的本征型可修复材料就显得尤为重要。

技术实现要素：

鉴于此，本发明的目的在于提供一种可室温修复的高分子阻尼材料及其制备方法和应用。本发明提供的制备可室温修复的高分子阻尼材料的制备方法简单、适宜规模化生产；所制备的可室温修复的高分子阻尼材料透明度高，在室温范围内具有良好的阻尼效果，具有优异的力学性能，并且可在室温条件下进行损伤修复和重塑。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种可室温修复的高分子阻尼材料，包括以下制备原料：聚多元醇、异氰酸酯、扩链交联剂和溶剂；

所述聚多元醇包括氨基封端聚多元醇或羟基封端聚多元醇；

所述聚多元醇和异氰酸酯的摩尔比为(1.1～1.3)：1；

所述可室温修复的高分子阻尼材料的交联度为5～30％。

优选地，所述聚多元醇包括聚丙二醇、聚乙二醇和聚四氢呋喃中的一种或几种。

优选地，所述异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种。

优选地，所述扩链交联剂包括聚丙二醇、聚二甲基硅氧烷、均苯三甲醛、4,4'-二硫代二苯胺、乙二胺、戊二醛和对苯二甲醛中的一种或几种。

本发明提供了上述技术方案所述可室温修复的高分子阻尼材料的制备方法，包括以下步骤：

将聚多元醇、异氰酸酯和溶剂混合，进行缩聚反应，得到聚氨酯；

将所述聚氨酯、扩链交联剂和溶剂混合，进行交联反应，得到可室温修复的高分子阻尼材料。

优选地，所述缩聚反应的温度为5～70℃，时间为12～36h。

优选地，所述交联反应的温度为10～80℃，时间为12～24h。

本发明还提供了上述技术方案所述的可室温修复的高分子阻尼材料或上述技术方案所述制备方法制备的可室温修复的高分子阻尼材料在汽车、建筑工程、机械、兵器、航天航空或舰船领域中的应用。

本发明提供了一种可室温修复的高分子阻尼材料，包括以下制备原料：聚多元醇、异氰酸酯、扩链交联剂和溶剂；所述聚多元醇包括氨基封端聚多元醇或羟基封端聚多元醇；所述聚多元醇和异氰酸酯的摩尔比为(1.1～1.3):1；所述可室温修复的高分子阻尼材料的交联度为5～30％。本发明提供的可室温修复的高分子阻尼材料的分子链没有结晶，分子链与分子链间的间隙允许可见光波长透过，因而透明性好；可室温修复的高分子阻尼材料内部存在大量的动态作用力如氢键、动态共价键，同时聚多元醇的柔顺性好，便于实现分子链的快速穿插，且该材料的玻璃化转变温度在室温范围，因而该材料在室温下具有高效的修复性能；可室温修复的高分子阻尼材料内部的动态作用力在加热至一定温度后可以动态的打开，分子链呈现粘流态，温度降至室温后动态作用力重建，材料能够重新成型，因而具有优异的重塑性能；由于可室温修复的高分子阻尼材料内部的运动单元多，如：键长键角的变化、聚多元醇侧基的运动、分子链链段和不同强度的氢键断开重建、动态共价键的打开重建等，因此，当该材料在受到外部的机械和噪声振动时，能够有效地将振动转变为热能消耗掉，进而起到阻尼的效果；且本发明提供的制备方法操作简单，适宜规模化生产。如实施例结果所示，本发明提供的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料的强度为10～40mpa、拉伸倍率为700～1200％、韧性为40～160mj·m^-3、损耗因子>0.3时阻尼温度范围为50～55℃，最大损耗因子为0.78～0.81；本发明提供的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料经历3次溶液铸膜重塑和3次热压重塑后，仍保持了原可室温修复的高分子阻尼薄膜材料的94％以上的力学强度和96％以上的拉伸倍率，说明该薄膜材料具有良好的可重塑性质；在将该薄膜材料完全切断后，其仍可在室温中自发修复，修复效率高达97％以上。修复后的材料在损耗因子大于0.3时阻尼温度范围为40℃，最大损耗因子达到0.67，表明该薄膜材料具有优异的室温修复机械损伤和阻尼作用的性能。

本发明提供的可室温修复的高分子阻尼材料的制备方法，操作简单，适宜规模化生产。本发明制备的可室温修复的高分子阻尼材料在受到机械损伤时可以在水的辅助下在室温条件下自发地进行的伤口修复，恢复材料的力学性能和阻尼效果，进而有效地提高阻尼材料在使用过程种的安全性、耐用性及使用寿命。该材料在汽车、建筑工程、机械、兵器、航天航空或舰船领域具有重要的应用。

附图说明

图1为可室温修复的高分子阻尼材料的分子结构示意图；

图2为实施例1制备的可室温修复的高分子阻尼材料的红外谱图，其中右图为左图椭圆型虚线范围内的局部放大红外谱图；

图3为实施例1制备的可室温修复的高分子阻尼材料的核磁图；

图4为实施例1制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料实物图；

图5为实施例1制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料的力学性能图；

图6为实施例1制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料分别经历1次、2次和3次溶液铸膜重塑和热压重塑后所得材料的力学性能图；其中，(1)为溶液重塑后材料的力学性能图，(2)为热压重塑后材料的力学性能图；

图7为实施例1制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料初始力学性能及完全断裂后在室温中自发修复后的力学性能图；

图8为实施例2制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料的损耗因子和温度的关系图；

图9为实施例3制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料被切开后在室温下自发修复前后的实物显微镜照片，其中，a为可室温修复的高分子阻尼薄膜材料被切开的显微镜照片，b为修复后的显微镜照片；

图10中a为实施例3制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料初始力学性能及被完全切开后在室温中自发修复后的力学性能图；图10中b为实施例3制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料的损耗因子和温度的关系图；

图11为实施例4制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料溶液铸膜及热压重塑过程图，其中，c为将可室温修复的高分子阻尼材料溶解于乙醇中所得溶液的照片，d为将c中的乙醇溶液浇铸于培养皿中的照片，e为经溶液铸膜重塑后所得可室温修复的高分子阻尼材料的照片，f为可室温修复的高分子阻尼材料的碎片，g为将f中碎片经热压重塑后制得的可室温修复的高分子阻尼材料；

图12为实施例4制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料的损耗因子和温度的关系图；

图13为对比例1制备的高分子薄膜材料的力学性能图；

图14为对比例2～4制备的高分子阻尼薄膜材料的损耗因子和温度的关系图；

图15为对比例2～4制备的高分子阻尼薄膜材料的力学性能和异氰酸根指数的关系图。

具体实施方式

本发明提供了一种可室温修复的高分子阻尼材料，包括以下制备原料：聚多元醇、异氰酸酯、扩链交联剂和溶剂；

所述聚多元醇和异氰酸酯的摩尔比为(1.1～1.3):1，优选为(1.1～1.25):1；

所述可室温修复的高分子阻尼材料的交联度为5～30％，优选为10～30％，更优选为15～25％。

在本发明中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。

在本发明中，所述聚多元醇优选包括聚丙二醇、聚乙二醇和聚四氢呋喃中的一种或几种。在本发明中，所述聚丙二醇的分子量独立地优选为230～4000，更优选为400～3500，最优选为400～3000。在本发明中，所述聚乙二醇的分子量独立地优选为800～3000，更优选为1000～3000，最优选为2000～3000。在本发明中，所述聚四氢呋喃的分子量独立地优选为650～3000，更优选为1000～3000，最优选为2500～3000。

在本发明中，所述聚多元醇优选包括氨基封端聚多元醇或羟基封端聚多元醇，具体的，所述氨基封端聚多元醇优选包括氨基封端聚丙二醇、氨基封端聚乙二醇和氨基封端聚四氢呋喃中的一种或几种，更优选包括氨基封端聚丙二醇、氨基封端聚乙二醇或氨基封端聚四氢呋喃；所述羟基封端聚多元醇优选包括羟基封端聚丙二醇、羟基封端聚乙二醇和羟基封端聚四氢呋喃中的一种或几种，更优选包括羟基封端聚丙二醇、羟基封端聚乙二醇或羟基封端聚四氢呋喃。

在本发明中，当所述聚多元醇为两种不同分子量的聚多元醇时，小分子量的聚多元醇和大分子量的聚多元醇的质量比优选为4:(3～5)，具体如分子量为1000的聚丙二醇与分子量为2000的聚丙二醇的质量比为4:(3～5)。

在本发明中，所述异氰酸酯优选包括异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)、甲苯二异氰酸酯(tdi)和六亚甲基二异氰酸酯(hdi)中的一种或几种，更优选包括异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯，最优选包括异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯。在本发明中，当所述异氰酸酯为两种异氰酸酯的混合物时，两种异氰酸酯的摩尔比优选为(1～2.5):1，具体如mdi和ipdi的摩尔比为(1～2.5):1。

本发明采用特定种类、特定用量比例的聚多元醇和异氰酸酯为原料，能够提高所得可室温修复的高分子阻尼材料的阻尼效果、力学性能、室温自修复能力、重塑性能以及透明性。

本发明对于所述溶剂的种类没有特殊限定，能够溶解所述聚多元醇和异氰酸酯即可，具体如n,n'-二甲基乙酰胺(dmac)、n,n'-二甲基甲酰胺(dmf)或二甲基亚砜(dmso)。在本发明中，所述溶剂在使用前优选进行干燥处理得到超干溶剂；本发明对于所述溶剂的干燥方式没有特殊限定，采用本领域熟知的干燥方式即可。本发明对于所述溶剂的用量没有特殊限定，能够保证所述聚多元醇或异氰酸酯溶解即可，具体如聚多元醇与溶剂的用量比为1g：(8～10)ml，异氰酸酯与溶剂的用量比为1mmol：(1.5～5)ml。

在本发明中，所述扩链交联剂优选包括聚丙二醇、聚二甲基硅氧烷、均苯三甲醛、4,4'-二硫代二苯胺、乙二胺、戊二醛和对苯二甲醛中的一种或几种，更优选包括聚丙二醇、聚二甲基硅氧烷、均苯三甲醛、4,4'-二硫代二苯胺、乙二胺、戊二醛或对苯二甲醛，最优选包括均苯三甲醛或4,4'-二硫代二苯胺。本发明对于所述扩链交联剂的用量没有特殊限定，能够保证所述可室温修复的高分子阻尼材料的交联度要求(5～30％)即可。

在本发明中，当所述聚多元醇为羟基封端聚多元醇时，制备原料优选还包括催化剂。在本发明中，所述催化剂优选为有机锡催化剂，更优选为二月桂酸二丁基锡。本发明对于所述催化剂的用量没有特殊限定，采用本领域熟知的催化剂用量即可。

本发明采用特定用量的聚多元醇、异氰酸酯，同时通过加入交联扩链剂调控可室温修复的高分子阻尼材料的交联度，得到的材料的高分子链之间有强弱不同的氢键交联，引入的动态共价键实现了三维网络的构建。本发明提供的可室温修复的高分子阻尼材料的分子链在材料内部没有结晶，分子链与分子链间的间隙允许可见光波长透过，透明性好；同时该材料内部存在大量的可在室温下打开和重建的动态作用力如氢键、动态共价键，以及在室温下具有良好运动性的聚多元醇链段，保证了该材料能在室温条件下具有优异的修复性能；同时可室温修复的高分子阻尼材料内部的动态作用力在加热至一定温度(90℃)后可以快速地打开，分子链呈现粘流态，温度降至室温后动态作用力重建，材料能够重新成型，可重塑性能优异；当可室温修复的高分子阻尼材料在受到外界机械和噪音振动时其内部可发生运动的单元较多，如：键长键角的变化、聚丙二醇侧基—甲基的运动、分子链链段和不同强度的氢键断开重建、动态共价键的打开重建等都能够消耗大量的能量，有效地将外部的震动和噪声转变为热能消耗掉，从而具有优异的阻尼效果。

本发明提供了上述技术方案所述可室温修复的高分子阻尼材料的制备方法，包括以下步骤：

将聚多元醇、异氰酸酯和溶剂混合，进行缩聚反应，得到聚氨酯；

将所述聚氨酯、扩链交联剂和溶剂混合，进行交联反应，得到可室温修复的高分子阻尼材料。

本发明将聚多元醇、异氰酸酯和溶剂混合，进行缩聚反应，得到聚氨酯。

在本发明中，所述聚多元醇、异氰酸酯和溶剂混合的顺序优选为将聚多元醇和溶剂进行第一混合，得到聚多元醇溶液；将异氰酸酯和溶剂进行第二混合，得到异氰酸酯溶液；在冰浴条件下，将所述异氰酸酯溶液滴加到所述聚多元醇溶液中。在本发明中，所述第二混合温度优选为先在室温条件下搅拌混合10～30min，然后在冰浴条件下搅拌混合至体系的温度<5℃。在本发明中，所述异氰酸酯溶液的滴加速度优选为1～2滴/秒。本发明采用上述混合顺序，能够避免异氰酸酯与聚多元醇中的氨基或羟基反应过快形成凝胶或爆聚；也能够将异氰酸酯与聚多元醇反应的热量充分排除，避免体系过热发生氧化反应，进而材料的阻尼效果、力学性能、室温自修复能力、重塑性能以及透明性。

在本发明中，所述聚多元醇和异氰酸酯的摩尔比优选为(1.1～1.3):1，更优选为(1.1～1.25):1。本发明对于所述溶剂的用量没有特殊限定，能够保证所述聚多元醇或异氰酸酯溶解即可，具体如聚多元醇与溶剂的用量比为1g：(8～10)ml，异氰酸酯与溶剂的用量比为1mmol：(1.5～5)ml。

在本发明中，当所述聚多元醇为羟基封端聚多元醇时，所述缩聚反应优选在催化剂存在条件下进行，即，将聚多元醇、异氰酸酯、催化剂和溶剂混合，进行缩聚反应，得到聚氨酯。在本发明中，所述催化剂优选为有机锡催化剂，更优选为二月桂酸二丁基锡。本发明对于所述催化剂的用量没有特殊限定，采用本领域熟知的催化剂用量即可。

在本发明中，所述缩聚反应的温度优选为5～70℃，更优选为20～65℃，最优选为20～40℃；所述缩聚反应的时间优选为12～36h，更优选为12～24h，最优选为18～24h。

在本发明中，当所述聚多元醇为氨基封端聚多元醇时，所述缩聚反应过程中，所述异氰酸酯与所述氨基封端聚多元醇中的氨基反应生成脲基；当所述聚多元醇为羟基封端聚多元醇时，所述缩聚反应过程中，所述异氰酸酯与所述羟基封端聚多元醇中的羟基反应生成氨基甲酸酯基。

在本发明中，完成所述缩聚反应后，无需进行后处理，直接进行后续的交联反应，制备方法操作简单。

得到聚氨酯后，本发明将所述聚氨酯、扩链交联剂和溶剂混合，进行交联反应，得到可室温修复的高分子阻尼材料。

在本发明中，所述交联反应的温度优选为10～80℃，更优选为20～75℃，最优选为60～70℃；所述交联反应的时间优选为12～24h，更优选为18～24h。

在本发明中，所述可室温修复的高分子阻尼材料的分子结构示意图如图1所示。在本发明中，当所述聚多元醇为氨基封端聚多元醇时，所述交联反应过程中，氨基与醛基反应生成席夫碱；聚氨酯高分子链之间通过强弱不同的氢键来交联，通过引入动态可逆共价键(亚胺键、二硫键或硼酯键等)，实现三维网络的构建，同时聚多元醇在室温范围具有良好的运动性，使该材料在室温下具有优异的修复性能；可室温修复的高分子阻尼材料内部的动态作用力在加热至一定温度后可以快速地打开，同时分子链呈现粘流态；温度降至室温后动态作用力重建，材料能够重新成型，因而材料具有优异的重塑性能；当材料受到外部机械和噪声振动时，所制得的可室温修复的高分子阻尼材料内部的可发生运动的单元较多，如：键长键角的变化、聚多元醇侧基的运动、分子链链段和不同强度氢键的断开重建、以及动态共价键的打开重建等，都能够消耗大量的能量，有效地将机械能转变为热能消耗掉，进而起到阻尼的效果。在本发明中，当所述聚多元醇为羟基封端聚多元醇时，所述缩聚反应过程中，所述异氰酸酯与所述羟基封端聚多元醇中的羟基反应生成甲酸酯基。在本发明中，所述交联反应过程中，氨基与醛基反应生成席夫碱；聚氨酯高分子链之间通过强弱不同的氢键来交联，通过引入动态可逆共价键(亚胺键、二硫键或硼酯键等)，实现三维网络的构建，同时聚多元醇在室温范围内具有良好的运动性，使该材料在室温下具有优异的修复性能；可室温修复的高分子阻尼材料内部的动态作用力在加热至一定温度后可以快速地的打开，同时分子链呈现粘流态；当温度降至室温后动态作用力重建，材料能够重新成型，因而材料具有优异的重塑性能；当材料受到外部机械和噪声震动时，所制得的可室温修复的高分子阻尼材料内部的可发生运动的单元较多，如：键长键角的变化、聚多元醇侧基的运动、分子链链段和不同强度氢键的断开重建、以及动态共价键的打开重建等都能够消耗了大量的能量，有效地将外部的机械能转变为热能消耗掉，进而起到阻尼的效果。

完成所述交联反应后，本发明优选还包括将所得体系进行后处理；所述后处理优选包括将交联反应后所得体系浓缩，将所得浓缩液依次进行沉淀、溶解和沉淀，重复沉淀、溶解和沉淀步骤，然后进行干燥。本发明对于所述浓缩的方式没有特殊限定，采用本领域熟知的浓缩方式即可，具体如减压蒸馏。在本发明中，所述沉淀采用的沉淀剂优选为水、乙醚或正己烷，更优选为水，当以水为沉淀剂时，安全无毒、成本低；本发明对于所述沉淀剂的用量没有特殊限定，采用本领域熟知的用量即可。在本发明中，所述溶解采用的溶解剂优选为乙醇、四氢呋喃、甲醇、dmf、dmac或dmso，更优选为乙醇，乙醇沸点较低、毒性低，安全环保。在本发明中，所述溶解剂与所得沉淀的用量比优选为(5～8)ml:1g。在本发明中，所述干燥的方式优选为真空干燥；所述真空干燥的温度优选为50～77℃，更优选为55℃；所述真空干燥的时间优选为24～48h，更优选为30h。

在本发明中，所述可室温修复的高分子阻尼材料优选先制备为薄膜态，即可室温修复的高分子阻尼薄膜材料，然后再测试其性能。

在本发明中，所述高分子阻尼薄膜材料的制备方法，优选包括以下步骤：将可室温修复的高分子阻尼材料进行溶液铸膜，得到可室温修复的高分子阻尼薄膜材料。

在本发明中，所述溶液铸膜的条件优选为可室温修复的高分子阻尼材料和溶剂混合，将所得溶液转移至模具中进干燥，得到高分子阻尼薄膜材料。在本发明中，所述溶剂优选为乙醇。在本发明中，所述混合优选在加热条件下进行，本发明对于所述加热的温度没有特殊限定，采用本领域熟知的加热温度，能够保证所述可室温修复的高分子阻尼材料在溶剂中溶解即可。在本发明中，所述可室温修复的高分子阻尼材料和溶剂的用量比优选为(0.2～0.4)g：1ml。本发明对于所述干燥的温度和时间没有特殊限定，采用本领域熟知的干燥温度和时间即可。

在本发明中，所述高分子阻尼薄膜材料的厚度为0.5～2mm，更优选为0.5～1.5mm。

本发明还提供了上述方案所述的可室温修复的高分子阻尼材料或上述方案所述制备方法制备的可室温修复的高分子阻尼材料在汽车、建筑工程、机械、兵器、航天航空或舰船中的应用。本发明提供的可室温修复的高分子阻尼材料在受到机械损伤时可以在水的辅助下在室温条件下自发地进行的伤口修复，恢复材料的力学性能和阻尼效果，进而有效地提高阻尼材料在使用过程种的安全性、耐用性及使用寿命，因而该材料在汽车、建筑工程、机械、兵器、航天航空或舰船领域中具有重要的应用。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

可室温修复的高分子阻尼材料的制备，制备路线如下：

其中，式i中短波浪线代表聚丙二醇分子链，式ii中长波浪线代表式i所式结结构的分子链。

将分子量为400的氨基封端的聚丙二醇(4g)溶解于30ml超干n,n'-二甲基乙酰胺(dmac)中，在室温(25℃)条件下搅拌10min，然后在冰浴条件下搅拌至体系温度<5℃，得到聚丙二醇溶液；将异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi，6mmol)溶解于dmac(10ml)中，得异氰酸酯溶液；将异氰酸酯溶液以2滴/秒的速度匀速滴加入到聚丙二醇溶液中，在室温条件下反应24h，得到聚氨酯；

将均苯三甲醛(8mmol)溶解于dmac(10ml)溶液中，将所得均苯三甲醛溶液滴加到聚氨酯体系中，在80℃条件下反应24h，然后依次减压蒸馏，将所得浓缩液置于蒸馏水中进行沉淀，将所得沉淀物溶解于45ml乙醇中，然后加入蒸馏水进行沉淀，重复上述沉淀-溶解-沉淀步骤3次，将所得固体物料进行真空干燥，得到可室温修复的高分子阻尼材料。

制备的可室温修复的高分子阻尼材料的红外谱图如图2所示，从图2可知，波数为3330cm^-1处为n-h的伸缩振动峰；波数2970～2870cm^-1为-ch3和-ch2-的伸缩振动峰；波数1690cm^-1和1660cm^-1为两种羰基的伸缩振动峰；波数1643cm^-1为c＝n的伸缩振动；波数1597cm^-1～1452cm^-1为芳香环碳骨架的振动。说明本发明成功的制备了可室温修复的高分子阻尼材料。

制备的可室温修复的高分子阻尼材料的核磁谱图如图3所示，从图3可知，化学位移为8.12为-ch＝n-中的氢，化学位移为8.33和5.93为两种羰基氢，化学位移为7.25、7.04为芳香环骨架上的两种氢，说明本发明成功的制备了可室温修复的高分子阻尼材料。

将所得的可室温修复的高分子阻尼材料溶解于乙醇中加热至溶解，将所得溶液置于模具中，在室温条件下干燥，得到厚度为0.56mm的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料，其中，可室温修复的高分子阻尼材料和溶剂的用量比为0.2g：1ml，然后测试其性能。

可室温修复的高分子阻尼薄膜材料的实物图如图4所示，从图4可知，本发明制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料具有良好的透明性。

可室温修复的高分子阻尼薄膜材料进行性能测试，测试方法如下：采用万能材料试验机测试拉伸性质和力学强度，测试结果如图5所示，从图5中可知，本发明制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料的力学强度为37.5mpa、拉伸倍率为816％。

测试其重塑性能可采用两种方法：一、溶液重塑，将可室温修复的高分子阻尼薄膜材料碎片重新溶解于乙醇等溶剂中，再浇铸于膜具中经室温干燥后可重新得到可室温修复的高分子阻尼薄膜材料，并测试重塑前后材料的力学性能，测试结果如图6中(1)所示；二、热压重塑，将可室温修复的高分子阻尼薄膜材料碎片通过热压机热压成膜的方法，重新得到可室温修复的高分子阻尼薄膜材料，并测试重塑前后材料的力学性能，测试结果如图6中(2)所示。由图6可知，本发明制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料分别经历3次溶液铸膜重塑以及3次热压重塑后，其力学强度为35mpa、拉伸倍率为800％，仍然保持了材料初始力学强度的94％、拉伸倍率的98％，说明本发明制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料具有良好的可重塑性质。

将可室温修复的高分子阻尼薄膜材料完全切断后，材料仍可在室温中自发修复，材料初始力学性能及修复后的力学性能如图7所示，从图7可知，修复后材料的力学强度为35.6mpa，断裂伸长率为820％，分别为材料初始力学强度的95％、拉伸倍率的103％，说明本发明制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料具有良好的室温自修复性质。

采用动态热机械曲线测试阻尼效果，可室温修复的高分子阻尼薄膜材料的损耗因子大于0.3时材料仍有40℃的阻尼范围，最大损耗因子达到0.67，表明本发明制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料的阻尼效果优异。

实施例2

将分子量为1000羟基封端的聚丙二醇(2g)和分子量为800的羟基封端的聚丙二醇(8g)溶解于80ml超干n,n'-二甲基乙酰胺(dmac)中，在室温(25℃)条件下搅拌10min，然后在冰浴条件下搅拌至体系温度<5℃，得到聚丙二醇溶液；将异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi，3mmol)和二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi，7mmol)溶解于dmac(10ml)中，得异氰酸酯溶液；将异氰酸酯溶液以2滴/秒的速度匀速滴加入到聚丙二醇溶液中，在所得反应体系中滴加3滴二月桂酸二丁基锡，在60℃条件下反应24h，得到聚氨酯；

将均苯三甲醛(8mmol)溶解于dmac(10ml)溶液中，将所得均苯三甲醛溶液滴加到聚氨酯体系中，在80℃条件下反应24h，然后依次减压蒸馏，将所得浓缩液置于蒸馏水中进行沉淀，将所得沉淀物溶解于50ml乙醇中，然后加入蒸馏水进行沉淀，重复上述沉淀-溶解-沉淀步骤3次，将所得固体物料进行真空干燥，得到可室温修复的高分子阻尼材料。

将可室温修复的高分子阻尼材料溶解于乙醇中加热至溶解中，将所得溶液置于模具中，在室温条件下干燥，得到厚度为0.83mm的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料，其中，可室温修复的高分子阻尼材料和溶剂的用量比为0.4g：1ml。

制备的高分子阻尼薄膜材料的力学强度为40mpa、拉伸倍率为810％，在分别经历3次溶液铸膜重塑以及3次热压重塑后，材料的力学强度为36mpa、拉伸倍率为780％，仍然保持了材料初始力学强度的96％、拉伸倍率的95％，说明本发明制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料具有良好的可重塑性质。

修复前后可室温修复的高分子阻尼薄膜材料的损耗因子和温度的关系如图8所示，从图8可知，材料在15～70℃的温度范围内其损耗因子均大于0.3，最大损耗因子达到0.73，表明本发明制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料在室温及70℃温度范围内均具有良好的阻尼效果。

实施例3

将分子量为3000羟基封端的聚乙二醇(6g)和分子量为800的羟基封端的聚丙二醇(8g)溶解于60ml超干n,n'-二甲基乙酰胺(dmac)中，在室温(25℃)条件下搅拌10min，然后在冰浴条件下搅拌至体系温度<5℃，得到聚丙二醇与聚乙二醇的混合溶液；将异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi，3mmol)和二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi，1mmol)溶解于dmac(10ml)中，得异氰酸酯溶液；将异氰酸酯溶液以2滴/秒的速度匀速滴加入到聚丙二醇溶液中，在所得反应体系中滴加3滴二月桂酸二丁基锡，在60℃条件下反应24h，得到聚氨酯；

将4,4'-二硫代二苯胺(2mmol)溶解于dmac(10ml)溶液中，将所得4,4'-二硫代二苯胺溶液滴加到聚氨酯体系中，在室温条件下反应24h，然后依次减压蒸馏，将所得浓缩液置于乙醚中进行沉淀，将所得沉淀物溶解于50ml乙醇中，然后加入乙醚进行沉淀，重复上述沉淀-溶解-沉淀步骤3次，将所得固体物料进行真空干燥，得到可室温修复的高分子阻尼材料。

将所得的可室温修复的高分子阻尼材料溶解于乙醇中加热至溶解中，将所得溶液置于模具中，在室温条件下干燥，得到厚度为0.75mm的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料，其中，可室温修复的高分子阻尼材料和溶剂的用量比为0.3g：1ml。

可室温修复的高分子阻尼薄膜材料的力学强度为25.5mpa、拉伸倍率为920％，在分别经历3次溶液铸膜重塑以及3次热压重塑后，材料的力学强度为23.4mpa、拉伸倍率为915％，仍然保持了其初始力学强度的92％、拉伸倍率的99％，说明本发明制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料具有良好的可重塑性质。

可室温修复的高分子阻尼薄膜材料完全切断后，材料仍可在室温中自发修复，修复前后材料的实物图如图9所示，其中，a为可室温修复的高分子阻尼薄膜材料伤口处的表面显微镜照片，b为图a中伤口在经过室温自修复48h后的材料的表面显微镜照片，对比a和b可知材料的伤口已经完全被修复。

实施例3所制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料在被完全切断前和自修复后的力学性能如图10中a所示，从图10中a可知，修复后的材料的力学强度为24.2mpa，断裂伸长率为865％，为材料初始力学强度的95％、拉伸倍率的94％，说明本发明制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料具有良好的室温自修复性质；可室温修复的高分子阻尼薄膜材料修复前后的损耗因子和温度的关系图如图10中b所示，从图10中b可知，材料在15～65℃的温度范围内其损耗因子均大于0.3，最大损耗因子达到0.81，表明本发明制备的高分子阻尼薄膜材料阻尼效果优异。

实施例4

将分子量为2900的聚四氢呋喃(5.8g)溶解于55ml超干n,n'-二甲基乙酰胺(dmac)中，在室温(25℃)条件下搅拌10min，然后在冰浴条件下搅拌至体系温度<5℃，得到聚四氢呋喃溶液；将异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi，4mmol)溶解于dmac(10ml)中，得异氰酸酯溶液；将异氰酸酯溶液以2滴/秒的速度匀速滴加入到聚四氢呋喃溶液中，在所得反应体系中滴加3滴二月桂酸二丁基锡，在60℃条件下反应12h，得到第一聚氨酯；将ipdi(1mmol)和乙二胺(2mmol)分别溶解在dmac中，依次加入至所得第一聚氨酯体系中，在60℃条件下反应12h，得到第二聚氨酯将4,4'-二硫代二苯胺(1mmol)溶解于dmac(5ml)溶液中，将所得4,4'-二硫代二苯胺溶液滴加到所得第二聚氨酯体系中，在室温条件下反应12h，然后依次减压蒸馏，将所得浓缩液置于乙醚中进行沉淀，将所得沉淀物溶解于25ml四氢呋喃中，然后加入乙醚进行沉淀，重复上述沉淀-溶解-沉淀步骤3次，将所得固体物料进行真空干燥，得到可室温修复的高分子阻尼材料。

将可室温修复的高分子阻尼材料溶解于乙醇中加热至溶解中，将所得溶液置于模具中，在室温条件下干燥，得到厚度为0.64mm的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料，其中，可室温修复的高分子阻尼材料和溶剂的用量比为0.3g：1ml。

可室温修复的高分子阻尼薄膜材料的溶液铸膜和热压重塑过程如图11所示，其中，c为将可室温修复的高分子阻尼材料溶解于乙醇中所得溶液照片，d为将c中的溶液浇铸到培养皿中的照片，e为经过室温干燥重塑后所得的可室温修复的高分子阻尼材料照片，f为可室温修复的高分子阻尼材料的碎片，g为将f中的碎片经热压重塑后所得的可室温修复的高分子阻尼材料。从图12可知，本发明制备的可室温修复的高分子阻尼材料具有优异的溶液以及加热重塑性质。

可室温修复的高分子阻尼薄膜材料的初始力学强度为39.8mpa、初始拉伸倍率为834％，在经历3次溶液铸膜重塑以及3次热压重塑后，力学强度为39mpa、拉伸倍率为800％，仍然保持了材料初始力学强度的98％、拉伸倍率的96％，说明本发明制备的可室温修复的高分子阻尼薄膜材料具有良好的可重塑性质。

可室温修复的高分子阻尼薄膜材料的损耗因子和温度的关系如图12所示，从图12可知，可室温修复的高分子阻尼薄膜材料在18～77℃的温度范围内其损耗因子均大于0.3，最大损耗因子达到0.76，表明本发明制备的高分子阻尼薄膜材料阻尼效果优异。

对比例1

将分子量为800的氨基封端的聚丙二醇(4g，5mmol)溶解于20ml超干n,n'-二甲基乙酰胺(dmac)中，在室温条件下搅拌10min，然后在冰浴条件下搅拌至体系温度<5℃，得到聚丙二醇溶液；将二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi，5mmol)溶解于dmac(10ml)中，得异氰酸酯溶液；将异氰酸酯溶液以2滴/秒的速度匀速滴加入到聚丙二醇溶液中，在室温条件下反应24h，将所得反应体系置于直径为10cm的玻璃培养皿中，在60℃条件下干燥，得到无色透明的高分子薄膜材料。

高分子薄膜材料的力学性能如图13所示，从图13可知，由于氢键密度且氢键强度的增加，分子链链段的运动被限制，导致材料由弹性变成塑性，可以看到有明显的屈服点，其阻尼效果差。

对比例2

在装有温度计、搅拌器、真空尾接管的四口瓶中加入分子量为800的羟基封端的聚丙二醇(6g)，在110℃、-0.095mpa条件下真空脱水3h，测得其水分含量<0.1wt％时停止抽真空，在n2保护条件下，将温度反应体系降低至50℃，加入异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi，3mmol)、二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi，7mmol)和dmac(10ml)，升温至90℃反应2.5h，测得体系中的-nco％达到理论值时停止反应，采用负压脱气直至无气泡，在50℃烘箱中预热30min，得到a组分；

在装有温度计、搅拌器、真空尾接管的四口烧瓶中加入分子量为800的羟基封端的聚丙二醇(2g)，在110℃、-0.095mpa条件下真空脱水3h，测得其水分含量<0.1wt％时停止抽真空，将反应体系的温度降至室温后加入扩链交联剂和3滴二月桂酸二丁基锡，在50℃烘箱中预热30min，得到b组分；

将所述a组分和b组分搅拌混合均匀，然后进行真空脱泡，倒入标准模具中，在90℃、10mpa条件下硫化1.5h后脱模，得到厚度为2mm的聚氨酯试样，将所得聚氨酯试样置于100℃的烘箱中固化24h，然后在室温下熟化7天，得到高分子阻尼薄膜材料。

对比例3

按照对比例2的方法制备高分子阻尼材料，与对比例2的区别在于，采用二环己基甲烷二异氰酸酯(hmdi)代替ipdi。

对比例4

按照对比例2的方法制备高分子阻尼材料，与对比例2的区别在于，采用甲苯二异氰酸酯(tdi)代替ipdi。

对比例2～4制备的高分子阻尼薄膜材料的损耗因子和温度的关系图如图14所示，从图14可知，在-100～100℃内，不同异氰酸酯型pue的损耗因子变化趋势几乎一致，均是先减少后急剧增加，出现阻尼峰值，再急剧减少，最后趋于平稳，一般来说，当其损耗因子≥0.3时，才具有明显的阻尼性能。不同异氰酸酯型pue的损耗因子≥0.3的有效阻尼温域变化较大，但是范围均在30～50℃范围内。

对比例2～4制备的高分子阻尼薄膜材料的力学性能和异氰酸根指数的关系如图15所示，从图15可知，随r值增加，三种异氰酸酯pue的拉伸强度随r值增加而增加。其原因为随r值增加，pue材料中硬段含量升高，氢键、分子间作用力增大，内聚能增大，拉伸强度增加。

综上可知，相对传统的制备方法制备的高分子阻尼材料来说，本发明提供的制备方法简单，仅通过“一步法”即可获得最终产物，省去了中间处理的过程适合大规模生产。且本发明制备的高分子阻尼材料的使用温度更宽、阻尼效果优异；在受到机械损伤后可以自发的修复，并且具有回收利用的潜力，这大大的节约资源保护环境。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。