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同濟(jì)大學(xué)浦鴻汀教授團(tuán)隊(duì) 《ACS Macro Lett.》：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可逆聚合物網(wǎng)絡(luò)

2023-09-18 來(lái)源：高分子科技

關(guān)鍵詞：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 可逆轉(zhuǎn)變聚合物單鏈納米粒子網(wǎng)絡(luò) 軟機(jī)器人自適應(yīng)生物材料

圖1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可逆聚合物網(wǎng)絡(luò)的制備

近期，同濟(jì)大學(xué)材料與工程學(xué)院高分子系浦鴻汀教授團(tuán)隊(duì)以單鏈聚合物納米粒子（SCNP）為反應(yīng)基元，構(gòu)建了一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可逆轉(zhuǎn)變的聚合物單鏈納米粒子網(wǎng)絡(luò)（PSN）。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可逆轉(zhuǎn)變材料在軟機(jī)器人、自適應(yīng)生物材料和響應(yīng)驅(qū)動(dòng)等智能材料領(lǐng)域有著很廣泛的應(yīng)用前景。本研究中，SCNP是基于Diels-Alder（DA）反應(yīng)的熱可逆動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵制備（圖2），在溫度激發(fā)下聚合物單鏈納米粒子與其線形前驅(qū)體之間能夠可逆轉(zhuǎn)變。當(dāng)SCNPs作為交聯(lián)點(diǎn)時(shí)，常溫條件下聚合物網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)點(diǎn)為SCNPs形式存在。當(dāng)聚合物網(wǎng)絡(luò)加熱至110℃以上，交聯(lián)點(diǎn)SCNPs內(nèi)部DA鍵被破壞，PSN能夠轉(zhuǎn)變?yōu)閭鹘y(tǒng)的聚合物網(wǎng)絡(luò)(PN)。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)以SCNPs為交聯(lián)點(diǎn)時(shí)，由于交聯(lián)點(diǎn)的漲落受到限制，PSN表現(xiàn)出了較高的彈性模量及力學(xué)強(qiáng)度，呈現(xiàn)出剛性狀態(tài)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)加熱，PSN轉(zhuǎn)變成傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)PN時(shí)，材料由剛性狀態(tài)向柔性狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變（如圖3）。該工作以“Reversible Change in Performances of Polymer Networks via Invertible Architecture-Transformation of Cross-Links”為題發(fā)表在《ACS Macro Lett.》上（ACS Macro Lett. 2023, 12, 1311?1316）。文章第一作者是同濟(jì)大學(xué)博士生陳楊靜。

圖2 以聚合物單鏈納米粒子為交聯(lián)點(diǎn)的聚合物網(wǎng)絡(luò)制備路線

圖3 聚合物網(wǎng)絡(luò)性能在結(jié)構(gòu)可逆轉(zhuǎn)變循環(huán)中的疲勞性測(cè)試

原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsmacrolett.3c00423

下載：Reversible Change in Performances of Polymer Networks via Invertible Architecture-Transformation of Cross-Links

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（責(zé)任編輯：xu）

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