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CN116948138A - 一种多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体及其制备方法 - Google Patents

一种多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体及其制备方法 Download PDF

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CN116948138A
CN116948138A CN202310901322.2A CN202310901322A CN116948138A CN 116948138 A CN116948138 A CN 116948138A CN 202310901322 A CN202310901322 A CN 202310901322A CN 116948138 A CN116948138 A CN 116948138A
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reaction
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CN202310901322.2A
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王钟
李敏
吴先坤
李浩男
张佳乐
汪钟凯
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Original Assignee
Anhui Agricultural University AHAU
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Abstract

本发明公开了一种多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体及其制备方法，聚氨酯弹性体以聚二甲基硅氧烷和羟基化长链酰胺单体为软段，4,4'‑二环己基甲烷二异氰酸酯为硬段，1,4‑丁二醇为扩链剂制备而成；羟基化长链酰胺单体的结构式为本发明通过引入植物油衍生疏水二元醇实现聚氨酯弹性体机械强韧且愈合高效。植物油衍生疏水二元醇骨架上的酰胺与氨基甲酸酯间形成的层次氢键作用同时促进了弹性体机械性能和愈合效率的双重提升。另一方面，主链上的疏水的烷烃链段和苯环间的疏水相互作用为弹性体的水下自愈行为提供了可能。从分子设计的角度来说，不仅打破了传统自愈聚合物机械性能与愈合效率难以协同的固有矛盾，还拓展了自愈弹性体的应用场景。

Description

一种多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体及其制备方法
技术领域
本发明涉及弹性体技术领域，具体涉及一种多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体及其制备方法。
背景技术
随着技术的发展，弹性体材料广泛应用于各个领域。聚氨酯作为第五类合成高分子材料，其具有着优异的机械性能、耐化学性、电化学性等，在弹性体材料中有着重要地位。聚氨酯是在高分子主链上具有多个氨基甲酸酯基(-NHCOO-)结构单元的高分子化合物的产物，全称为聚氨基甲酸酯，英文名Polyurethane，简称PU或PUR。它是活泼氢化合物(如聚醚多元醇、聚酯多元醇)与异氰酸酯(如异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯等)进行反应制得，最早于1937年由德国公司合成。聚氨酯具有独特的结构，即由多元醇构成的软段以及异氰酸酯构成的硬段，通过调节软硬段来设计聚氨酯的性能。近些年，随“绿色化学”发展的不断推进，聚氨酯的合成逐渐从石油基原料转向可再生原料，如植物油、淀粉、纤维素等。植物油具有丰富的化学结构和各种反应位点，可以通过化学方式衍生出各种定制的多元醇以推动其在聚氨酯中的应用。通过分子设计使植物油衍生疏水二元醇作为硬段来提高聚氨酯弹性体的斥水性，高密度层级氢键结合位点促进聚氨酯在不同水环境下的愈合行为。
传统聚氨酯弹性体的应用场景多为干燥的室温环境，随着理论研究的深入和海洋工程技术的发展，在极端水环境中仍能保持稳定表现的聚氨酯弹性体的需求十分迫切，对于弹性体的自愈行为而言，复杂的水环境对材料自愈影响显著，进而导致发展能够水下自愈的弹性体已成为学界和工业届的重要挑战。
公开号为CN115785386A的中国专利申请文献公开了一种极端水环境下自愈合聚氨酯弹性体及其制备方法和应用，所述聚氨酯弹性体是以聚己内酯二醇为软段，4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯为硬段，羟基化植物油基单体和1,4-丁二醇为扩链剂制备而成。其将羟基化植物油基单体引入聚氨酯网络中，使其具有较长的烷烃主链结构和丰富的氢键结合位点，呈现出优异的疏水性和机械性能；在去水化效应和层次氢键作用的协同作用下，聚氨酯弹性体在室温下即表现出优异的自愈合性能，在多种极端水环境中依然保持稳定的室温自愈合效果，不仅打破了传统自愈合聚合物机械性能与愈合效率难以平衡的固有矛盾，在不同界面上展示出稳定的黏附效果，极大拓展了弹性体的应用领域，但是其机械性能和自愈合率仍不理想，限制了其应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于调和了聚氨酯弹性体机械性能和愈合效率间的本征矛盾，得到了一种机械性能和在水环境下愈合效率佳的聚氨酯弹性体。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题：
一种多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体，其以聚二甲基硅氧烷(PDMS)和羟基化长链酰胺单体(HPUDA)为软段，以4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)为硬段，以1,4-丁二醇为扩链剂制备而成；其中，所述羟基化长链酰胺单体的结构式如下所示：
有益效果：本发明将HPUDA单体引入聚氨酯网络中，使弹性体呈现出显著的疏水特性和耐酸碱性；同时，侧链上的苯环之间的π-π共轭效应以及烷烃长链骨架上的酰胺与弹性体上的氨基甲酸酯间形成丰富的层级氢键结构，使弹性体呈现出优异的机械性能。在π-π共轭效应和层级氢键的协同作用下，聚氨酯弹性体在室温下表现出优异的自愈合效果，在酸、碱、盐等多种极性水环境下表现出良好的自愈合作用。弹性体结构的精确构建，不仅打破了传统自愈聚氨酯在机械性能和自愈合效率上不能兼顾的矛盾，还使聚氨酯的服役周期有效延长，使其在多领域表现出巨大的应用潜力。
优选地，所述聚二甲基硅氧烷、羟基化长链酰胺单体、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、1,4-丁二醇的摩尔比为2～10：2～8：20：10。
优选地，所述羟基化长链酰胺单体(HPUDA)以偶氮二异丁腈为引发剂，将末端双键侧链苯环的酰胺单体PUDA与巯基乙醇在密封加热条件下反应得到；所述末端双键侧链苯环的酰胺单体PUDA在4-二甲氨基吡啶的催化下，将双键化植物油基单体UDA与苯甲酸酐密封加热反应后得到；所述末端双键侧链苯环的酰胺单体PUDA与双键化植物油基单体UDA的结构式如下所示：
优选的，所述羟基化长链酰胺单体的制备方法包括以下步骤：
A.在4-二甲氨基吡啶的催化下，将双键化植物油基单体UDA与苯甲酸酐密封加热反应24小时，纯化得到PUDA单体；
B.以偶氮二异丁腈为引发剂，将巯基乙醇和步骤A中得到的PUDA单体密封加热反应24小时，纯化得到羟基化长链酰胺单体。
优选的，所述步骤A中双键化植物油基单体UDA、苯甲酸酐、4-二甲氨基吡啶的摩尔比为8～10：10～12：0.1～0.5；所述步骤B中PUDA单体、巯基乙醇、偶氮二异丁腈的摩尔比为8～10：20～22：0.1～0.2。
优选的，所述步骤A、B的反应都需在惰性气体环境中进行，各物料加入完毕后通入氮气20分钟，再升温至65℃进行反应。
优选的，所述步骤A、步骤B中均以四氢呋喃为溶剂，反应结束后减压蒸馏除去四氢呋喃，再用二氯甲烷稀释；饱和碳酸氢钠溶液、饱和氯化钠溶液洗涤；无水硫酸镁干燥；过滤后减压蒸馏除去二氯甲烷，经65℃干燥24小时。
本发明还提出一种所述的多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：将聚二甲基硅氧烷除水后与溶剂溶解后的羟基化长链酰胺单体混合，在惰性氛围下搅拌得到混合溶液；向混合溶液中加入4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，并在催化剂条件下反应；待反应结束后加入1,4-丁二醇，在催化剂作用下继续反应后得到所述多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体。
优选地，将N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶解的HPUDA单体加入至除水后的PDMS中。
优选地，所述催化剂采用二月桂酸二丁基锡。
优选地，向混合溶液中加入4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，然后加入催化剂，在催化剂条件下反应；待反应结束后加入1,4-丁二醇，再加入催化剂，在催化剂作用下继续反应后得到所述多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体；第一次加入的催化剂与4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯的摩尔比为1：100～500，第二次加入的催化剂与1，4-丁二醇的摩尔比为1：10～200。
有益效果：本发明中在制备聚氨酯弹性体时，将催化剂分次逐步加入，为了防止在预聚和扩链时，反应活性过高发生爆聚导致反应失败。
优选地，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)。
优选地，惰性氛围要保持至反应最后一步完成。
优选地，所述惰性氛围为氮气氛围，在惰性氛围中搅拌的温度为75℃，时间为20min。
优选地，所述反应均在氮气氛围中进行，且反应的时间均为3h，温度均为75℃。
优选地，所述的多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体的制备方法，包括以下步骤：按照摩尔份，将2-10份的聚二甲基硅氧烷在100℃的条件下除水12小时，将2-8份溶解在溶剂中的羟基化长链酰胺单体加入其中，随后在75℃、氮气氛围下搅拌20分钟使其成为混合溶液；随后保持75℃和氮气氛围的条件，向其中滴加20份4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，待滴加结束后，向反应中加入0.05份二月桂酸二丁基锡，反应3小时；然后将10份1,4-丁二醇作为扩链剂滴加到反应中，再加入0.05份二月桂酸二丁基锡催化，反应3小时后除去溶剂得到所述多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体。
有益效果：本发明通过烘干除去PDMS中的残余水分，并搅拌实现均匀混合，防止水分子与4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的NCO反应。
本发明设计了一种多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体，具有疏水性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)和侧链带苯环的羟基化长链酰胺单体为软段，其中的苯环结构对酸、碱的化学活性较低，且具有显著的疏水相互作用，极大程度得提高了软段的疏水性能，使弹性体对水下极端环境具有良好的耐受能力；本发明的优点在于：
(1)本发明在软段中引入HPUDA单体，使聚氨酯弹性体结构中具有苯环之间的π-π共轭效应、高密度氢键位点的同时具有较长的烷烃主链，以此呈现出弹性体的高疏水和耐多种水环境的特性；同时，羟基化烷烃主链上的酰胺可与弹性体上的氨基甲酸酯形成丰富的层级氢键、且协同苯环之间的π-π共轭效应，使弹性体表现出优异的机械性能。
(2)在π-π共轭效应和层级氢键的协同作用下，聚氨酯弹性体在室温下表现出优异的自愈合效果，在酸、碱、盐等多重水环境下表现出良好的自愈合作用。此弹性体结构的构建，不仅打破了传统聚氨酯在机械性能和自愈合效率上不能兼顾的矛盾，还大幅延长了聚氨酯的服役周期，使其在各种应用场景下表现出巨大的应用潜力。
(3)本发明以聚二甲基硅氧烷(PDMS)和羟基化长链酰胺单体(HPUDA)为软段，侧链上的苯环之间的π-π共轭效应以及烷烃长链骨架上的酰胺与弹性体上的氨基甲酸酯间形成丰富的层级氢键结构，提升了弹性体的机械性能，使其应力达到34MPa，应变达到1590.3％；弹性体的疏水效应更加明显，水下自愈合率达到50％左右。
附图说明
图1为本发明实施例1中PUDA单体的合成路径图；
图2为本发明实施例1中HPUDA单体的合成路径图；
图3为本发明实施例1中PUDA单体和HPUDA单体的核磁氢谱图；
图4为本发明实施例2-5中多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体合成路线图；
图5为本发明实施例2中多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体红外谱图；
图6为本发明实施例2-5以及对比例1制备的聚氨酯弹性体的应力-应变曲线图；
图7为本发明实施例4制备的聚氨酯弹性体在水下切断后愈合及拉伸变化的图片；
图8为本发明实施例4制备的多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体在不同水环境下自愈合后的应力-应变曲线图；
图9为本发明实施例4制备的多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体室温自愈合显微照片；
图10为本发明实施例4制备的多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体的伤口不敏感应力-应变曲线图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
所述UDA为双键化植物油基单体，其结构式为
实施例1
本实施例提供一种羟基化长链酰胺单体(HPUDA单体)的制备方法，包括以下步骤：
A.PUDA单体的制备：如图1所示，按照摩尔比，将10份的UDA在圆底烧瓶中使用四氢呋喃溶解后，将12份的苯甲酸酐逐渐加入到溶解后的UDA中，再加入0.5份的4-二甲氨基吡啶作为引发剂，油浴锅100℃加热除水，密封后通氮气20分钟。随后降温至65℃，反应24小时后冷却至室温。减压蒸馏除去四氢呋喃，并用二氯甲烷稀释，随后分别使用饱和氯化钠溶液、饱和碳酸氢钠溶液各洗涤3次至有机相澄清，用无水硫酸镁干燥有机相12小时，过滤后减压蒸馏除去溶剂得到白色固体粉末PUDA单体，其结构式如下所示：
B.HPUDA单体的制备：如图2所示，按照摩尔比，取上述PUDA单体10份使用四氢呋喃溶解后，和22份巯基乙醇加入圆底烧瓶中，再加入0.2份的偶氮二异丁腈为引发剂，密封后通氮气20分钟，升温至65℃反应24小时后冷却至室温，减压蒸馏除去四氢呋喃，并用二氯甲烷稀释，随后加入饱和氯化钠溶液、饱和碳酸氢钠溶液各洗涤3次至有机相澄清，用无水硫酸镁干燥有机相12小时，过滤后减压蒸馏除去二氯甲烷得到固体粉末HPUDA单体，其结构式如下所示：
由步骤A制备得到的PUDA单体的核磁氢谱图如图3所示。从图中PUDA的核磁图可以看出在7.58ppm的位置出现属于PUDA侧链苯环上的特征峰，其他各峰的位置较为准确，且无多余杂峰出现，表明PUDA单体制备成功。对步骤B得到的HPUDA单体进行核磁氢谱表征，得到的核磁氢谱图如图3所示。从图中HPUDA的核磁图可以看出在2.50ppm和3.71ppm的位置出现属于巯基乙醇的特征峰，其他各峰的位置较为准确，且无多余杂峰出现，表明HPUDA单体制备成功。
实施例2
一种多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体1的合成，具体包括以下步骤：
如图4所示，按照摩尔比，将8份的PDMS(Mn＝2000)加入三口烧瓶中，放入100℃的烘箱中除水12小时；从烘箱中取出后，将2份用DMF溶解的HPUDA加入其中，随后在75℃的油浴锅中，氮气氛围搅拌20分钟；此后，保持75℃和氮气氛围的条件，向三口烧瓶中匀速滴加20份4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，待滴加结束后，向反应中加入0.05份二月桂酸二丁基锡催化，反应3小时。待反应结束后，将10份1,4-丁二醇作为扩链剂滴加到反应中，加入0.05份二月桂酸二丁基锡催化，反应3小时。反应结束后将透明黏稠的聚合物移至聚四氟乙烯模具中，放入100℃烘箱，负压，除去溶剂，便可得到高透明的自愈合聚氨酯弹性体1。
在整个反应过程中每进行下一步的投料，都必须要确保上一步二醇能够完全反应完。因此需要傅里叶红外光谱表征(见图5)保证反应过程中二醇中的羟基能够完全反应，所以由图中可以看出在2259cm-1处的属于异氰酸酯(-NCO)的峰逐渐消失，在3381cm-1处属于氨基甲酸酯中酰胺的特征峰出现代表反应基本结束，反应完全；其中，图中预聚后表示PDMS和HPUDA被完全反应后的产物的谱图，表明其中有氨基甲酸酯的生成，扩链表示加入1,4-丁二醇扩链后产物的谱图，由图可知，加入的BDO与预聚后剩余的4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯完全反应，HPU表示合成的聚氨酯弹性体1的谱图，由图可知，合成后的样品在干燥后，可清楚的看出氨基甲酸酯的生成且4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的-NCO峰完全消失，说明了一种多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体的成功合成。
实施例3
一种多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体2的合成，具体包括以下步骤：
按照摩尔比，将6份的PDMS(Mn＝2000)加入三口烧瓶中，放入100℃的烘箱中除水12小时；从烘箱中取出后，将4份用DMF溶解后的HPUDA加入其中，随后在75℃的油浴锅中，氮气氛围搅拌20分钟；此后，保持75℃和氮气氛围的条件，向三口烧瓶中匀速滴加20份4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，待滴加结束后，向反应中加入0.05份二月桂酸二丁基锡催化，反应3小时，待反应结束后，将10份1,4-丁二醇作为扩链剂滴加到反应中，加入0.05份二月桂酸二丁基锡催化，反应3小时。反应结束后将透明黏稠的聚合物移至聚四氟乙烯模具中，放入100℃烘箱，负压，除去溶剂，便可得到高透明的自愈合聚氨酯弹性体2。
实施例4
一种多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体3的合成，具体包括以下步骤：
按照摩尔比，将4份的PDMS(Mn＝2000)加入三口烧瓶中，放入100℃的烘箱中除水12小时；从烘箱中取出后，将6份用DMF溶解后的HPUDA加入其中，随后在75℃的油浴锅中，氮气氛围搅拌20分钟；此后，保持75℃和氮气氛围的条件，向三口烧瓶中匀速滴加20份4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，待滴加结束后，向反应中加入0.05份二月桂酸二丁基锡催化，反应3小时，待反应结束后，将10份1,4-丁二醇作为扩链剂滴加到反应中，加入0.05份二月桂酸二丁基锡催化，反应3小时。反应结束后将透明黏稠的聚合物移至聚四氟乙烯模具中，放入100℃烘箱，负压，除去溶剂，便可得到高透明的自愈合聚氨酯弹性体3。
实施例5
一种多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体4的合成，具体包括以下步骤：
按照摩尔比，将2份的PDMS(Mn＝2000)加入三口烧瓶中，放入100℃的烘箱中除水12小时；从烘箱中取出后，将8份用DMF溶解后的HPUDA加入其中，随后在75℃的油浴锅中，氮气氛围搅拌20分钟；此后，保持75℃和氮气氛围的条件，向三口烧瓶中匀速滴加20份4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，待滴加结束后，向反应中加入0.05份二月桂酸二丁基锡催化，反应3小时，待反应结束后，将10份1,4-丁二醇作为扩链剂滴加到反应中，加入0.05份二月桂酸二丁基锡催化，反应3小时。反应结束后将透明黏稠的聚合物移至聚四氟乙烯模具中，放入100℃烘箱，负压，除去溶剂，便可得到高透明的自愈合聚氨酯弹性体4。
对比例1
一种多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体5的合成，具体包括以下步骤：
按照摩尔比，将10份的PDMS(Mn＝2000)加入三口烧瓶中，放入100℃的烘箱中除水12小时；从烘箱中取出后，在75℃的油浴锅中，氮气氛围搅拌20分钟；此后，保持75℃和氮气氛围的条件，向三口烧瓶中匀速滴加20份4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，待滴加结束后，向反应中加入0.05份二月桂酸二丁基锡催化，反应3小时，待反应结束后，将10份1,4-丁二醇作为扩链剂滴加到反应中，加入0.05份二月桂酸二丁基锡催化，反应3小时。反应结束后将透明黏稠的聚合物移至聚四氟乙烯模具中，放入100℃烘箱，负压，除去溶剂，便可得到聚氨酯弹性体5。
数据分析
表1.实施例和对比例聚氨酯弹性体机械性能表征
其中，测试方法如下：
弹性体的力学性能测试：使用UTM2502型电子万能试验机，进行单轴力学性能拉伸，将弹性体使用压片机压成0.2mm厚的薄片，再使用同规格的裁刀将其裁剪成哑铃型，进行单轴力学拉伸测试，每个样品重复3次。室温下样条测试拉伸速度为50mm/min。
弹性体的拉伸韧性：可以通过对应力-应变曲线的面积进行积分计算。
弹性体的水下自愈合效率：是将哑铃型样品中间用手术刀切开，然后将其断裂面对齐并紧密接触，放置在不同水环境中一定时间。对修复后的样品进行拉伸测试。拉伸强度(ησ)修复效率被评估，计算公式如下：其中，σ0和σ分别指初始样品的拉伸强度和断裂修复后样品的拉伸强度。
从表1中可以得到，通过调控PDMS与HPUDA的含量的差异可以得到一系列机械性能各异的聚氨酯弹性体。其中实施例4中的机械性能最优(如图6)。以PDMS为软段，为聚氨酯弹性体提供了一定的疏水性和强度，在软段中引入制备的HPUDA，则聚氨酯网络中多个苯环结构之间可形成π-π作用和疏水相互作用，且聚氨酯骨架中酰胺二醇的长链结构增加了聚氨酯弹性体的疏水性；以及HPUDA二元醇主链上的酰胺与弹性体中的氨基甲酸酯基团形成丰富的层级氢键结构，使聚氨酯弹性体在多重水环境下具有一定的自愈合效果，并且实施例4制备的样品在水环境中24小时后的自愈合率达到49.5％，在其他极端水环境中的自愈合率达到45％左右(如图7、图8)。通过共价与非共价键的协同作用，使材料的机械性能得到增强，使材料在断裂后自修复效率增加，在室温下，将实施例4制备的样品使用小刀在均匀受力下划出交叉的两条划痕，划痕经24小时可达98.5％的愈合效果(如图9)。随着HPUDA的含量增加，使弹性体的机械性能呈现出应变减小，应力增加的趋势。这是因为随HPUDA含量的增加，聚氨酯网络中的强氢键作用增强，使得弹性体的应力增加；同时聚合物物理交联密度增加，导致分子运动受限，使得弹性体的应变下降。
在实施例5中，由于大量HPUDA的引入，导致聚氨酯网络中的强氢键作用过多，在拉伸时，抵抗外力作用的力就越大，材料的杨氏模量增加显著(如图6)。
值得注意的是，致密的网络结构进一步赋予了聚合物优异的伤口不敏感性，当在实施例4制备的聚合物薄膜上制造缺口后，随着拉伸的进行，裂纹扩展并不明显，材料仍可以保持1100％以上的断裂伸长率，这对于延长其服役周期是十分重要的(如图10)。
在对比例1中，软段中未引入HPUDA，为线性结构，相对实例4，没有层级氢键作用以及苯环之间的相互作用，使聚氨酯弹性体的应变较大但应力较小，体现出较软的宏观现象，并且自愈合效率也不高。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体，其特征在于：其以聚二甲基硅氧烷和羟基化长链酰胺单体为软段，以4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯为硬段，以1,4-丁二醇为扩链剂制备而成；其中，所述羟基化长链酰胺单体的结构式如下所示：
2.根据权利要求1所述的多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体，其特征在于：所述聚二甲基硅氧烷、羟基化长链酰胺单体、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯、1,4-丁二醇的摩尔比为2～10：2～8：20：10。
3.根据权利要求1或2所述的多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体，其特征在于：所述羟基化长链酰胺单体以偶氮二异丁腈为引发剂，将末端双键侧链苯环的酰胺单体PUDA与巯基乙醇在密封加热条件下反应得到；所述末端双键侧链苯环的酰胺单体PUDA在4-二甲氨基吡啶的催化下，将双键化植物油基单体UDA与苯甲酸酐密封加热反应后得到；所述末端双键侧链苯环的酰胺单体PUDA与双键化植物油基单体UDA的结构式如下所示：
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将聚二甲基硅氧烷除水后与溶剂溶解后的羟基化长链酰胺单体混合，在惰性氛围下搅拌得到混合溶液；向混合溶液中加入4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，并在催化剂条件下反应；待反应结束后加入1,4-丁二醇，在催化剂作用下继续反应后得到所述多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体。
5.根据权利要求4所述的多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述催化剂采用二月桂酸二丁基锡。
6.根据权利要求4所述的多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：向混合溶液中加入4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，然后加入催化剂，在催化剂条件下反应；待反应结束后加入1,4-丁二醇，再加入催化剂，在催化剂作用下继续反应后得到所述多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体；第一次加入的催化剂与4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯的摩尔比为1：100～500，第二次加入的催化剂与1，4-丁二醇的摩尔比为1：10～200。
7.根据权利要求4所述的多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
8.根据权利要求4所述的多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述惰性氛围为氮气氛围，在惰性氛围中搅拌的温度为75℃，时间为20min。
9.根据权利要求4所述的多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：所述反应均在氮气氛围中进行，且反应的时间均为3h，温度均为75℃。
10.根据权利要求4-9中任一项所述的多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：按照摩尔份，将2-10份的聚二甲基硅氧烷在100℃的条件下除水12小时，将2-8份溶解在溶剂中的羟基化长链酰胺单体加入其中，随后在75℃、氮气氛围下搅拌20分钟使其成为混合溶液；随后保持75℃和氮气氛围的条件，向其中滴加20份4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，待滴加结束后，向反应中加入0.05份二月桂酸二丁基锡，反应3小时；然后将10份1,4-丁二醇作为扩链剂滴加到反应中，再加入0.05份二月桂酸二丁基锡催化，反应3小时后除去溶剂得到所述多重水环境下自愈合聚氨酯弹性体。
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