本發明屬于橋梁伸縮結構領域，尤其涉及一種基于動態可逆共價鍵的自愈合聚氨酯彈性體材料、制法及基于該材料的無縫伸縮結構。

背景技術：

1、橋梁伸縮裝置是確保橋梁正常運營的重要結構部件，其主要功能是吸收和調節橋梁因溫度變化、車輛荷載以及混凝土收縮等引起的變形。然而，現有主流伸縮裝置如梳齒板式、橡膠條式和模數式伸縮縫，普遍存在材料老化、拼接強度不足以及維修成本高等問題。這些裝置的核心材料通常為金屬或橡膠，在長期使用過程中，受到疲勞荷載、高低溫循環和外部環境腐蝕的影響，容易產生裂紋、老化甚至斷裂，嚴重影響使用壽命和結構安全。

2、此外，傳統伸縮裝置的拼接部位通常采用機械連接或化學粘接方式，容易因應力集中而成為薄弱環節。在長期荷載和環境應力作用下，拼接界面易發生開裂、脫層或密封失效，導致雨水、泥沙等外界介質侵入，不僅降低裝置的功能性，還可能引發橋梁內部結構的損害。同時，受限于材料性能和設計方法，傳統拼接結構在復雜溫濕度環境下難以保持長期穩定性。

3、現有伸縮裝置的修復和維護也存在顯著困難。一旦裝置發生損壞，常需通過更換整體部件來解決，導致施工過程復雜且耗時，交通中斷時間長，經濟成本高昂。此外，現有修復材料大多缺乏自愈合能力，對于裂紋、疲勞損傷等局部問題難以實現有效修復。

4、為此，研發一種具有自愈合功能的新型拼接材料和結構方案，以提升伸縮裝置的使用壽命和性能，成為橋梁工程領域亟需解決的技術難題。

技術實現思路

1、發明目的：本發明所要解決的技術問題是提供一種基于動態可逆共價鍵的自愈合聚氨酯彈性體材料、制法及基于該材料的無縫伸縮結構，自愈合聚氨酯彈性體材料不僅具備優異的耐久性，還能通過自愈合機制有效修復裂紋和損傷；且基于該材料的橋梁伸縮結構，采用無縫結構設計，增強了拼接部位的機械強度和密封性，避免了傳統拼接方式下容易出現的應力集中和密封失效問題。

2、技術方案：本發明基于動態可逆共價鍵的自愈合聚氨酯彈性體材料，按重量份數計包括如下原料：二苯基甲烷二異氰酸酯30～40份，含氟聚醚多元醇20～30份，聚己二酸乙二醇酯二元醇10～15份，4,4’-二氨基二環己基甲烷擴鏈劑5～10份，動態可逆鍵單體含酰腙鍵功能化小分子3～6份，二硫化物2～4份，經硅烷改性的三元乙丙橡膠顆粒10～20份，納米填充材料1.5～4.5份，三苯基磷1～2份，二月桂酸二丁基錫0.1～0.3份，穩定劑0.1～0.2份，有機硅增效劑0.2～0.5份。

3、本發明的動態可逆共價鍵的自愈合聚氨酯彈性體材料，不僅具備優異的耐久性，還能通過自愈合機制有效修復裂紋和損傷，大大延長裝置的使用壽命。具體的，基于含氟聚醚多元醇、聚己二酸乙二醇酯二元醇和二苯基甲烷二異氰酸酯的基礎上，含氟聚醚多元醇和聚己二酸乙二醇酯二元醇中的羥基作為親核試劑，與二苯基甲烷二異氰酸酯的異氰酸酯基團發生親核加成反應，形成氨基甲酸酯鍵(-nh-coo-)。該反應的主要驅動力來自異氰酸酯基團的高電負性和羥基的親核性：

4、r-oh+ocn-r’-nco→r-o-co-nh-r’-nco；

5、生成的氨基甲酸酯鍵具有高穩定性，是聚氨酯網絡的基礎。二苯基甲烷二異氰酸酯分子含有兩個異氰酸酯基團，能夠與兩個不同的羥基分子反應。這種雙官能性使得生成的預聚體在主鏈上具有線性結構，同時為后續反應提供更多可能性。聚己二酸乙二醇酯二元醇提供柔性鏈段，其線性結構賦予預聚體良好的力學性能和彈性。含氟聚醚的引入，通過其疏水性和低表面能進一步提高材料的耐化學性和環境穩定性。

6、且基于聚氨酯彈性體中動態化學鍵與物理相互作用的協同作用，酰腙鍵(c＝nnh-)是一種動態共價鍵，在外界刺激(如熱、濕度或ph變化)下可以斷裂和重新形成。當聚氨酯網絡在外力作用下發生斷裂時，酰腙鍵可以通過動態的鍵交換過程重新結合，修復裂紋。二硫化物提供了可逆的二硫鍵(-s-s-)，二硫鍵在熱或光刺激下發生動態交換反應：

7、

8、裂紋處二硫鍵斷裂后，分子鏈通過動態重排形成新的化學鍵，實現裂紋的閉合，二硫鍵增強了自愈合的動態性能，在夏季道路高溫條件下表現顯著。

9、同時，加入經硅烷改性的三元乙丙橡膠顆粒，γ-巰丙基三乙氧基硅烷的乙氧基(-oet)直接與三元乙丙橡膠顆粒表面的活性點(如不飽和雙鍵或表面氧化產物)發生反應，形成穩定的化學鍵，巰基(-sh)保留在改性后的三元乙丙橡膠表面，提供進一步與聚氨酯基體反應的活性位點。巰基在后續的分散和固化過程中，與聚氨酯基體中的異氰酸酯基團(-nco)反應，形成硫代氨基甲酸酯鍵(-nh-cs-)，增強三元乙丙橡膠與基體的化學結合力：

10、r-nco+r’-sh→r-nh-cs-r’；

11、改性后的三元乙丙橡膠顆粒表面由非極性變為部分極性，增強了其在極性聚氨酯基體中的分散性和界面相容性。

12、此外，本發明加入二月桂酸二丁基錫、三苯基磷和有機硅增效劑，二月桂酸二丁基錫是一種高效有機錫催化劑，主要加速異氰酸酯(-nco)與羥基(-oh)或氨基(-nh2)之間的親核加成反應。其催化過程通過絡合反應中的異氰酸酯，增強碳原子的親電性，加速與親核試劑(-oh或-nh2)的反應。在擴鏈階段，二月桂酸二丁基錫確保氨基(pacm)與預聚體中-nco基團快速反應生成長鏈聚氨酯。

13、三苯基磷在高溫下分解生成磷酸化合物，促進聚氨酯基體表面成炭，隔絕氧氣和熱量。在燃燒過程中，釋放的磷基化合物能夠捕獲燃燒生成的自由基，抑制自由基鏈式反應，降低熱釋放速率。三苯基磷提高材料在高溫或熱刺激條件下的結構完整性，保護動態鍵和分子鏈段，延長自愈合彈性體材料的使用壽命，提供熱穩定環境，避免動態交聯網絡(如二硫鍵)過度分解。

14、有機硅增效劑是一種具有疏水性硅氧烷骨架和親水性聚醚鏈段的表面活性材料，硅氧烷鏈段在彈性體表面形成低表面能薄膜，提高材料表面潤滑性和耐污染性能，避免聚氨酯彈性體在早期固化過程中受環境因素的污染。

15、進一步說，該自愈合聚氨酯彈性體材料所采用的含氟聚醚多元醇為分子量3000g/mol的含氟聚醚多元醇，按重量份數計包括如下原料：全氟環氧丙烷65～75份、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物5～10份，碳酸丙烯酯10～20份，端羥基聚乙二醇3～7份，1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷鉑0.01～0.05份，2,6-二叔丁基對甲酚0.01～0.03份。

16、進一步說，該自愈合聚氨酯彈性體材料所采用的動態可逆鍵單體含酰腙鍵功能化小分子按重量份數計包括如下原料：對苯二甲酰肼10～20份，間苯二甲醛15～25份，聚乙二醇25～35份，1,4-丁二醇15～25份，氧化石墨烯1～3份，冰醋酸催化劑0.3～0.7份及無水乙醇10～15份。

17、進一步說，該自愈合聚氨酯彈性體材料所采用的二硫化物按重量份數計包括如下原料：二硫化二苯甲酰30～45份，二乙基二硫25～35份，3,3'-硫代二丙酸15～25份及二硫化二苯乙酰8～13份。

18、進一步說，該自愈合聚氨酯彈性體材料所采用的經硅烷改性的三元乙丙橡膠顆粒，按重量份數計包括如下原料：三元乙丙橡膠顆粒85～90份、γ-巰丙基三乙氧基硅烷3～5份及γ-氨丙基三乙氧基硅烷10～12份。

19、進一步說，該自愈合聚氨酯彈性體材料所采用的經硅烷改性的三元乙丙橡膠顆粒，由如下步驟制得：將三元乙丙橡膠顆粒清洗并于100～120℃條件烘干2～3h，按比例將γ-巰丙基三乙氧基硅烷與γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合攪拌2～3min，80～100℃條件下，將三元乙丙橡膠顆粒加入至混合溶液中攪拌反應2～3h，反應后80～100℃烘干3～5h。

20、進一步說，該自愈合聚氨酯彈性體材料所采用的納米填充材料按重量份數計包括如下原料：氧化石墨烯45～55份及多壁碳納米管55～45份。

21、本發明在動態可逆鍵單體含酰腙鍵功能化小分子及納米填充材料均加入氧化石墨烯，所加入的氧化石墨烯的表面富含羥基(-oh)、羧基(-cooh)等極性官能團，能夠與聚氨酯基體中的鏈段形成化學鍵相互作用。氧化石墨烯表面羧基通過羧酸基團中的羥基(-oh)與異氰酸酯基團反應，生成氨基甲酸酯鍵(-nh-coo-)，氧化石墨烯羧基與聚氨酯鏈段中的羥基發生酯化反應，生成酯鍵(-co-o-)，氧化石墨烯表面羥基直接與基體中異氰酸酯基團發生反應，形成氨基甲酸酯鍵，化學鍵的形成不可逆，顯著提升氧化石墨烯與基體的界面結合力，增強材料整體的力學性能。

22、而在納米填充材料中加入多壁碳納米管，該多壁碳納米管具有高長徑比、高機械強度，作為剛性填料增強聚氨酯彈性體的強度。在高速分散過程中，強剪切力將γ-巰丙基三乙氧基硅烷改性的三元乙丙橡膠顆粒、氧化石墨烯和多壁碳納米管均勻分散在基體中，避免填料的團聚。

23、進一步說，該自愈合聚氨酯彈性體材料所采用的穩定劑材料包括紫外線吸收劑uv326、uv531或uv328中的一種或多種，光穩定劑944及抗氧劑1010。優選的，包括紫外線吸收劑uv32610～15份、uv53115～25份、uv32815～18份，光穩定劑94430～35份，抗氧劑101020～25份

24、本發明制備上述自愈合聚氨酯彈性體材料的方法，包括如下步驟：

25、(1)將含氟聚醚多元醇和聚己二酸乙二醇酯二元醇加熱至70～80℃，在氮氣保護下攪拌混合后，加入二苯基甲烷二異氰酸酯，控制nco含量7.0％～8.5％，在80～90℃下反應2～3h，制得預聚體；

26、(2)向預聚體中加入動態可逆鍵單體含酰腙鍵功能化小分子和二硫化物，在70～80℃下繼續反應1～2h；

27、(3)加入經硅烷改性的三元乙丙橡膠顆粒和納米填充材料，攪拌均勻分散后，降溫至60～70℃；

28、(4)加入4,4’-二氨基二環己基甲烷擴鏈劑、二月桂酸二丁基錫、三苯基磷、穩定劑和有機硅增效劑，充分攪拌均勻，形成自愈合聚氨酯彈性體材料。

29、本發明制備預聚體時，將反應溫度控制在80～90℃，不僅促進反應速度，且避免副反應。并在氮氣保護下操作，防止水分或氧氣與-nco基團發生副反應，確保預聚體的高純度和高反應性。

30、本發明的無縫伸縮結構，該結構包括布設于伸縮縫槽口內的碳纖維鋼復合板，貼合設于伸縮縫槽口兩側的外角鋼，涂覆于該外角鋼內側的自愈合聚氨酯界面粘結劑層，設于外角鋼內側并與外角鋼形成一體的內角鋼，沿水平逐層鋪設的由彈簧與鋼桿組成的彈性穩定元件以及填充于該伸縮縫槽口內、上述的自愈合聚氨酯彈性體材料形成的自愈合聚氨酯彈性體材料層。

31、進一步說，本發明的自愈合聚氨酯界面粘結劑層所采用的原料按重量份數計包括：異佛爾酮二異氰酸酯35～45份，聚己內酯二元醇25～35份，4,4'-二氨基二環己基甲烷擴鏈劑5～10份，動態可逆鍵單體含酰腙鍵功能化小分子3～7份，多壁碳納米管1～3份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2～4份，二月桂酸二丁基錫0.1～0.3份，有機硅增效劑0.2～0.4份及光穩定劑0.1～0.2份。

32、本發明的自愈合聚氨酯界面粘結劑材料基于聚乙內酯二元醇和異佛爾酮二異氰酸酯，pcl中的羥基(-oh)與ipdi的異氰酸酯基團(-nco)發生加成反應，生成聚氨酯鏈段，反應式如下：

33、r-oh+r’-nco→r-o-co-nh-r’；

34、基于該制備的預聚體基礎上，加入含酰腙鍵的功能化小分子，酰腙鍵(c＝n-nh-c)具有動態可逆的化學性質，可以在自愈合過程中通過鍵的斷裂與重組實現結構修復，且功能化小分子中的酰腙鍵與預聚體中的nco基團發生次級反應，進一步引入動態鍵，賦予材料自愈合特性。

35、酰腙鍵(c＝n-nh-c)是一種動態可逆的化學鍵，能夠在一定條件(如溫度升高或化學環境變化)下發生斷裂和重新形成，當聚氨酯粘結劑受到外力損傷或裂紋形成時，酰腙鍵會斷裂，釋放出新的反應位點。當裂紋表面重新接觸且環境適宜(如70～80℃)時，酰腙鍵通過化學平衡機制重新形成，恢復材料的完整性。

36、酰腙鍵反應式：

37、在損傷區域，酰腙鍵斷裂后，分子鏈間的自由端重新形成化學鍵，從而恢復材料的整體性。動態鍵斷裂后，聚氨酯分子鏈在一定溫度下具有較高的分子鏈段遷移性。分子鏈遷移至裂紋區域，通過化學反應重新結合，實現裂紋的修復。

38、同時，加入多壁碳納米管與γ-氨丙基三乙氧基硅烷，γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的氨基基團可以通過化學鍵與碳納米管表面發生作用，提高其在有機體系中的分散性和相容性。作用化的多壁碳納米管加入到聚氨酯預聚體中，均勻分散，進而通過多壁碳納米管增強了材料的機械性能、導電性和熱穩定性，同時為粘結劑提供了更強的界面性能。且多壁碳納米管增強聚氨酯粘結劑的粘結強度來源于聚氨酯與鋼材基面之間的化學鍵合、物理嵌合作用以及碳納米管增強作用的綜合結果。聚氨酯預聚體中的nco基團可以與鋼材表面的羥基或吸附的水分反應生成脲基(-nh-co-nh-)。

39、功能化的多壁碳納米管表面引入的氨基(來自γ-氨丙基三乙氧基硅烷)或羥基可以與nco基團發生反應，進一步形成化學鍵，增強粘結強度和界面結合性能。主要包括以下三個方面：

40、(1)功能化多壁碳納米管通過均勻分散，通過其高強度、高模量以及高比表面積實現增韌效果。多壁碳納米管具有優異的力學性能，在外力作用下能夠有效承擔并分散應力，同時通過界面作用將應力傳遞到基體，提高材料的抗拉強度和斷裂韌性。其高比表面積增強了與基體的界面結合，使裂紋在傳播過程中被碳納米管引導發生偏轉和橋接，延長裂紋路徑并消耗更多能量，從而顯著提升粘結劑的抗裂性。此外，碳納米管在基體中形成的納米級網絡結構，進一步增強了材料的整體韌性，并通過微彎曲和滑移行為吸收外加載荷的能量，最終顯著提升了粘結劑的力學性能和耐久性。在粘結劑體系中形成強大的增韌效果。

41、(2)多壁碳納米管的高比表面積提高了與鋼材表面的接觸面積，有助于更多化學鍵或物理嵌合作用的形成。

42、(3)功能化的多壁碳納米管在粘結劑與鋼材界面之間起到分子橋的作用，通過其優異的機械性能分散應力，防止界面應力集中導致的粘結失效。碳納米管具有良好的導熱和導電性能，可均勻分散熱量或電荷，減小因熱膨脹系數差異引起的界面熱應力，提高粘結的穩定性。

43、另外，加入的擴鏈劑4,4'-二氨基二環己基甲烷，在聚氨酯粘結劑的制備中具有重要作用。4,4'-二氨基二環己基甲烷是一種含有兩個活性氨基(-nh2)基團的擴鏈劑，能夠與預聚體中未反應的異氰酸酯(-nco)基團發生化學反應，形成更長、更交聯的聚氨酯分子鏈。

44、聚氨酯預聚體中，由于反應配比控制，部分異氰酸酯(-nco)基團未與羥基(-oh)完全反應，保留在分子鏈的端基上。加入4,4'-二氨基二環己基甲烷后，其氨基(-nh2)與這些殘余的nco基團發生加成反應，生成脲基(-nh-co-nh-)。反應式如下：

45、r-nco+h2n-r’-nh2→r-nh-co-nh-r’-nh-co-nh-r

46、這一反應通過連接多個預聚體分子鏈，顯著增加了聚氨酯粘結劑的分子量和鏈的柔韌性。

47、并且擴鏈劑的引入有效延長了聚氨酯分子鏈的長度，使聚氨酯粘結劑分子鏈在固化后形成一種柔性但高強度的交聯網絡。更長的分子鏈能提供更大的分子間作用力，提高材料的機械性能。4,4'-二氨基二環己基甲烷擴鏈后生成的脲基(-nh-co-nh-)在粘結劑與基材界面上能夠形成氫鍵，與鋼材表面的極性基團發生相互作用，從而顯著增強粘結劑與基材的界面結合強度。

48、4,4'-二氨基二環己基甲烷的加入使體系中的分子鏈具有較好的柔韌性和動態調整能力，當基材受到外力作用時，分子鏈能夠重新排列和調整，從而保持粘結強度和韌性。4,4'-二氨基二環己基甲烷生成的脲基比普通的氨基甲酸酯(-nh-co-o-)具有更高的熱穩定性，能夠增強聚氨酯材料在高溫環境下的力學性能；4,4'-二氨基二環己基甲烷延長的分子鏈和交聯網絡結構降低了聚氨酯分子的自由移動性，從而減緩了因外界環境(如氧化、紫外線或濕氣)引起的材料老化過程。

49、此外，本發明還加入了二月桂酸二丁基錫、有機硅增效劑、光穩定劑，二月桂酸二丁基錫通過其錫中心活化異氰酸酯基團，使其更容易與羥基發生親核加成反應，從而生成氨基甲酸酯(-nh-co-o-)。dbtdl的錫原子與nco基團配位，降低了反應的活化能，加快了反應速率，生成的中間體有助于提高反應的選擇性，減少副反應(如nco基團自聚)，在擴鏈階段，dbtdl也能催化nco基團與胺基的反應，生成脲基(-nh-co-nh-)。這一過程對于形成強韌的分子鏈結構至關重要。二月桂酸二丁基錫的催化作用確保了體系中nco基團和多種活性氫基團的反應速率均衡，從而避免過快反應引起的交聯不均或凝膠化問題，提高了最終粘結劑的均勻性。有機硅增效劑部分降低了體系的表面張力，使聚氨酯粘結劑更容易鋪展到基材表面，增強其與基材的界面結合，有助于提高粘結劑的粘附性能。聚醚部分引入柔性鏈段，能夠緩沖材料的內應力，提高粘結劑的韌性和抗裂性能。硅氧烷部分的低模量特性進一步提高了材料的彈性，使其在受力條件下能夠適應基材的變形。有機硅增效劑還能幫助均勻分散碳納米管等納米材料，避免團聚，提高增強效果。光穩定劑通過捕捉自由基和抑制氧化鏈反應來延長材料的使用壽命，聚氨酯材料在加工和使用過程中容易受到熱、光和氧的影響，導致大分子鏈發生斷裂并生成自由基。

50、除上述之外，本發明的無縫伸縮結構通過將自愈合聚氨酯彈性體材料與自愈合聚氨酯界面粘結劑相結合，兩者在使用過程中為濕粘結，彈性體含聚己二酸乙二醇酯二元醇和含氟聚醚多元醇，這些分子上的羥基與粘結劑中的異氰酸酯發生加成反應，生成聚氨酯鍵(r-nh-coor')，粘結劑中的異氰酸酯也可以與4,4’-二氨基二環己基甲烷或其他氨基活性物質反應生成脲鍵(r-nh-c(o)-nh-r')。粘結劑中γ-氨丙基三乙氧基硅烷和彈性體中γ-巰丙基三乙氧基硅烷在界面處的硅烷化反應，與無機基材(如角鋼)的表面羥基(oh)縮合生成硅氧鍵(si-o-si)，提供化學結合，硅氧鍵具有高度的化學穩定性和耐濕性，為界面提供持久的粘結能力，酰腙鍵(c＝n-nh)：粘結劑和彈性體中均含有酰腙功能化單體，這種動態鍵能夠斷裂并在濕粘結條件下重新結合，實現自愈合功能，彈性體中二硫化物的二硫鍵在界面處斷裂并與粘結劑的硫基結合，進一步形成動態橋接。

51、粘結劑中的多壁碳納米管通過分布在界面區域形成物理網絡，均勻分散界面應力并防止微裂紋擴展。碳納米管的表面基團(如羥基和羧基)與粘結劑和彈性體中的活性基團(如-nco、-oh)發生次級相互作用(如氫鍵、范德華力)，進一步強化界面。氧化石墨烯的表面活性基團(環氧基、羧基)能與異氰酸酯反應或形成氫鍵，增強化學結合的同時，提高界面機械強度和熱穩定性。γ-巰丙基三乙氧基硅烷改性三元乙丙橡膠通過表面巰基(-sh)與粘結劑中的異氰酸酯反應，形成穩定的脲鍵，同時顆粒的微粗糙結構提供機械咬合力，機械咬合作用與化學結合協同，提高界面的剪切強度和拉伸性能，含氟聚醚和有機硅增效劑降低粘結劑的表面張力，增強粘結劑在彈性體表面的潤濕性，提高了化學反應的接觸效率。

52、界面裂紋形成時，酰腙鍵和二硫鍵優先斷裂以吸收應力，裂紋消失后，這些動態鍵通過化學平衡重組，恢復界面完整性。裂紋發生后，環境中水分促進酰腙鍵的動態反應，裂紋修復速度加快。夏季溫度升高時，二硫鍵的斷裂和重組過程加速，使自愈效率提高，碳納米管和氧化石墨烯在裂紋尖端處集中應力，誘導動態化學鍵更快速地重組，同時填充裂紋區域以增強修復后的機械性能。

53、進一步說，本發明無縫伸縮結構的自愈合聚氨酯界面粘結劑層所采用的原料由如下步驟制得：

54、(1)將聚己內酯二元醇加熱至70～80℃，在氮氣保護下攪拌熔融后，加入異佛爾酮二異氰酸酯，控制nco含量4.0％～5.0％，在80～90℃下反應2～3h制得聚氨酯預聚體；

55、(2)向預聚體中加入動態可逆鍵單體含酰腙鍵功能化小分子，在70～80℃下繼續反應1～2h；

56、(3)將碳納米管與γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合后，加至步驟(2)的體系中均勻分散；

57、(4)加入4,4'-二氨基二環己基甲烷、二月桂酸二丁基錫、有機硅增效劑和光穩定劑，在60～70℃下攪拌均勻，即制得自愈合聚氨酯界面粘結劑材料。

58、本發明將聚己內酯二元醇加熱至70～80℃，在氮氣保護下攪拌熔融，使其達到均勻的液態，進而避免聚己內酯二元醇分解或氧化，同時為后續反應提供均勻的反應環境。在熔融的聚己內酯二元醇體系中緩慢加入異佛爾酮二異氰酸酯，控制nco含量4.0％～5.0％。此步驟需確保兩種原料充分混合，并通過逐步添加減少局部濃度過高導致的副反應。在80～90℃下，聚己內酯二元醇中的羥基(-oh)與ipdi的異氰酸酯基團(-nco)發生加成反應，生成聚氨酯鏈段，同時釋放出熱量。此反應通過控制溫度與時間(2～3小時)來避免交聯過度，確保最終預聚體具有預期的分子量和活性端基。

59、進一步說，本發明無縫伸縮裝置的碳纖維鋼復合板包括鋼基體層，位于該鋼基體層上的環氧樹脂界面粘結層以及位于環氧樹脂界面粘結層上的碳纖維增強層；

60、所述環氧樹脂界面粘結層所采用的原料按重量份數計包括如下原料：雙酚a型環氧樹脂100份，活性稀釋劑age?10～15份，間苯二甲胺50～60份，端羧基液體丁腈橡膠10～20份，納米二氧化硅3～5份；

61、所述碳纖維增強層，為分別按0°與90°方向交錯排布的3～5層碳纖維織物。

62、進一步說，本發明無縫伸縮裝置的碳纖維鋼復合板上還設有以隔絕碳纖維鋼復合板與自愈合聚氨酯彈性體材料層直接接觸的橡膠層。

63、有益效果：與現有技術相比，本發明的顯著優點為：該基于動態可逆共價鍵的自愈合聚氨酯彈性體材料，不僅具備優異的耐久性，還能通過自愈合機制有效修復裂紋和損傷，大大延長裝置的使用壽命；且本發明通過創新的拼接結構設計，增強了拼接部位的機械強度和密封性，避免了傳統拼接方式下容易出現的應力集中和密封失效問題。