05.19 動態離子交聯在單彈性體中實現高強度和超拉伸性

今年三月份《通訊-化學》發表的一項研究Dynamic ionic crosslinks enable high strength and ultrastretchability in a single elastomer報道了一種動態離子交聯的彈性體,為解決彈性體的高強度和拉伸性之間的矛盾提供了新的思路。

根據需要切換其機械性能的免維護自癒合彈性體十分有用,可以用於改善多種產品和設備的功能性、安全性、能源效率和使用壽命。然而,由於聚合物網絡的固有交聯密度不可改變,強度和拉伸性對於彈性體而言是一對矛盾。舉例來說,高交聯密度的彈性體具有較高的強度,但是拉伸性較差。

动态离子交联在单弹性体中实现高强度和超拉伸性

PI–xNA的化學結構及其在拉伸狀態下的表現圖解

來自日本岐阜大學的Yohei Miwa及其同事們報道了一種離子交聯聚異戊二烯彈性體,其中離子部分在室溫下可不斷在離子聚集體之間跳躍。因此,這一網絡是動態的。在沒有外部能量或癒合劑的輸入的情況下,這種彈性體可以自發癒合。更進一步地,它在快速變形的情況下表現得像一種強力彈性材料,但在緩慢變形的情況下就像高度可拉伸和粘彈性材料。這種離子彈性體顯示出多種顯著的機械性能,包括高斷裂強度(≈7MPa),良好的韌性(≈70MJ m-3)和超可拉伸性(> 13400%)。


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