創新聚烯烴熱塑性彈性體(TPE-O)的制備方法,獲得超越傳統聚烯烴嵌段或接枝共聚物的耐熱性能和機械性能,極具有吸引力,但也充滿挑戰。近期,浙江大學李伯耿、劉平偉團隊報道了一種組合合成策略,實現了物理結晶與動態化學交聯的高效協同,制備得到楊氏模量(E)、斷裂伸長率(ε)、斷裂強度(σ)、拉伸韌性(UT)和熱性能大幅提升的新型TPE-O材料。
圖1.(a)通過動態化學交聯劑組裝POE和PE-M合成新型TPE-O的示意圖;(b)TPE-O與其他動態交聯彈性體、OBC和CPOE的拉伸性能比較;(c)熱壓回收TPE-O的照片;(d)多次重加工回收后TPE-O的典型應力-應變曲線。
圖2.(a)POE和P1~P4的DSC曲線;(b)POE和P1~P4不溶性部分(P1insol ~P4 insol)的ATR-FTIR光譜;(c)P1insol ~P4 insol的DSC曲線;(d)POE、(e)P4、(f)POE與9 wt.% PE-M共混物的SEM圖像(比例尺為20 μm);(g)POE和P1~P4在25 ℃下的SAXS曲線。
圖3.(a)POE和P1~P4在25℃時的典型應力-應變曲線;(b)POE和P1~P4在25 ℃時的斷裂強度(σ)、楊氏模量(E)、拉伸韌性(UT)和斷裂伸長率(ε);(c)POE和P1~P4在140 ℃時的應變-應力曲線;(d)POE與P1~P4在10循環彈性恢復試驗下的恢復比;(e)POE和P1~P4的拉伸儲能模量(E’)隨溫度的變化關系;(f)POE和P1~P4在160 ℃時的剪切儲能模量(G’)隨頻率的變化曲線。
圖4.(a)通過硼酸酯交換反應和晶區熔融進行網絡拓撲重排的示意圖;(b)P2在140~170 ℃的歸一化應力松弛曲線;(c)特征弛豫時間(τ*)和溫度的Arrhenius曲線;(d)原始和回收TPE-O的拉伸性能恢復比;(e)多次重加工循環后P2的彈性回復率;(f)P2在水中浸泡5天后與原始P2在25℃下的應力-應變曲線對比。
相關成果近期以“High-Performance Olefin Thermoplastic Elastomer Based on Dynamically Cross-Linking Crystalline Macromers and Elastic Backbones”為題發表在Macromolecules上。論文的第一作者為浙江大學化學工程與生物工程學院博士生肖揚可,通訊作者為李伯耿教授、劉平偉長聘副教授(研究員)。該研究得到國家自然科學基金(22293061、21938010)、浙江省先進化工技術創新中心(ACTIC-2022-007)、浙江大學化學工程聯合國家重點實驗室(SKL-ChE-22T01、SKL-ChE-23T04)和浙江大學博士生學術新星培養計劃(2022049)的支持。
原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.3c02372
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