用于可拉伸纺织品的仿生双网络无溶剂粘合剂
材料科学
2025-01-06 v1 软凝聚态物质
摘要
天然系统，如腱肌和蜘蛛丝，展示了通过整合刚性和柔性网络结构来实现强度和可拉伸性的有效方法。受这些系统启发，我们开发了一种新型无溶剂双网络粘合剂，基于自组装的 ABA 三块共聚物：poly(methyl methacrylate)-poly(n-butyl acrylate)-poly(methyl methacrylate) (PMMA-b-PnBA-b-PMMA)，用于需要高强度和可拉伸性的应用。该三块共聚物通过 PMMA 端块形成的微相域形成物理交联网络，提供结构完整性，而 PnBA 中块形成柔软、可拉伸的基质。为进一步提高机械性能，在原位聚合第二种 poly(n-butyl acrylate) (PnBA) 网络，将 PMMA 微相域固定在位置，创建负载承受系统。通过调整第二网络的交联密度，我们针对不同基材调整粘合剂的机械性能（氢弹模量：0.17 - 1.18 MPa），实现机械透明接缝。最终的双网络系统结合了不同策略，实现高强度和可拉伸性，粘合性能相当于工业方法，如缝纫，尤其是在粘合 neoprene 纺织品复合材料和密封关节方面。我们的无溶剂方法也消除了长时间溶剂蒸发步骤，为柔性粘合应用提供了环保且更高效的替代方案，如柔性机器人、柔性电子器件和运动服装。
引用
@article{arxiv.2501.01522,
title = {Architected Dual-Network Solvent-free Adhesives for Stretchable Fabrics},
author = {Gabriela Moreira Lana and Cornelia Meissner and Siddhant Iyer and Xin Hu and Perin Jhaveri and Skylar Tibbits and Alfred J. Crosby},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.01522},
year = {2025}
}
备注
28 pages, 5 figures, supplemental included at the end