通过分子强制整合共价与可逆网络制备坚韧自修复弹性体
材料科学
2021-09-13 v1 软凝聚态物质
摘要
仅由可逆键交联的自修复聚合物本质上比普通共价交联网络弱。将共价交联引入可逆网络将提高机械强度。然而，将这一设计理念应用于干态弹性体具有挑战性，主要是因为诸如氢键之类的可逆交联通常是极性基元，而共价交联是非极性基元，这两类键在没有共溶剂的情况下本质上不混溶。在此，我们设计并制备了一种杂化聚合物网络，通过交联带有既能形成可逆氢键又能形成永久共价交联基元的无规支化聚合物来实现。该无规支化聚合物连接了这两类键，并迫使它们在无共溶剂的情况下在分子水平上混合。这使我们能够创造出一种非常坚韧的杂化干态弹性体，其断裂能高达 13,500 J/m²，可与天然橡胶媲美；此外，该弹性体可在室温下自修复，恢复的拉伸强度为 4 MPa，与现有自修复弹性体相似。迫使共价键和可逆键在分子尺度上混合以创建均质网络的概念相当通用，应能促进实用型坚韧自修复聚合物的开发。
引用
@article{arxiv.1706.00501,
title = {Tough self-healing elastomers by molecular enforced integration of covalent and reversible networks},
author = {Jinrong Wu and Li-Heng Cai and David A. Weitz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.00501},
year = {2021}
}