Healable, luminescent, notch-insensitive waterborne polyurethane via noncovalent crosslinking with hydrogen bonds and ionic interactions

发光 材料科学 聚氨酯 韧性 离子键合 氢键 聚合物 纳米技术 化学工程 复合材料 分子 光电子学 化学 有机化学 离子 工程类
作者
Ting Ye,Jiayin Liu,Juan‐Juan Sun,Jialing Tan,Xin Chen,Yunjie Yin,Chaoxia Wang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:475: 146393-146393 被引量:13
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.146393
摘要

Luminescent materials display their fascinating performance in wearable electronics, optoelectronics, and information interactions. Enhancing reliability and longevity is particularly attractive for next-generation luminescent polymeric materials. Here we fabricate a supramolecular healable, luminescent waterborne polyurethane (Supra-LWPU) by incorporating reversible hydrogen bonds and ionic interactions into the noncovalent crosslinking network. The Supra-LWPU polymer exhibits excellent mechanical performance with robust tensile strength (6.8 MPa), superior stretchability (1755.4 %), high toughness (70.9 MJ m−3), and damage tolerance (44.7 KJ m−2). Owing to the sacrificial and reversible hard domains, the damaged network demonstrates a dynamic rearrangement with efficient healing efficiency (92.1 %), accompanying the restored toughness (65.3 MJ m−3) at 60 °C after 24 h. Multiple H-bonds induce aggregation domain formation of tertiary amine groups, rendering a luminous polyurethane network. An aggregate luminescence behavior can effectively assist in observing the healing process of Supra-LWPU networks. The mechanically responsive luminescent (MRL) device with well-organized microcracks exhibits strain-dependent luminescence for fluorescent patterns, demonstrating promise in next-generation stimuli responsive light-emitting materials.
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