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可调阻尼与机械响应的超拉伸与自修复热塑性聚合物

软凝聚态物质 2025-08-20 v2 材料科学

摘要

热塑性聚合物类聚合物具有独特特性,依赖于可进行关联交换动力学的交联键。本文我们基于聚甲丙烯酸酯(poly(methyl acrylate))并利用二硫醇锡金属(dioxaboralane)交联的新型热塑性聚合物。这些聚合物表现出极高的拉伸性(可达约 8080 倍自身长度)、机械韧性(约 40MJ/m340\,\text{MJ}/\text{m}^3)和热稳定性(至 T250°CT\sim 250\,\text{°C}),并且表现出优异的机械阻尼,其损耗因子(tan(δ)\tan(\delta))最大可达约 232-3,在频率范围 0.001100Hz0.001-100\,\text{Hz} 内有效值均大于 0.30.3,对应约 35°C35\,\text{°C} 的温度范围(在 1 Hz 探针频率下)。这些聚合物可通过热机械和化学加工路径成功再加工,并且可在低交联密度下在室温下自愈,适用于可持续应用。材料性质可通过交联剂量和固化程度的变化进行调节。因此,这类热塑性聚合物适用于需要拉伸性、机械韧性和/或高机械耗能的应用场景。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.03701,
  title  = {Ultra-stretchable and Self-Healable Vitrimers with Tuneable Damping and Mechanical Response},
  author = {Jiaxin Zhao and Nicholas J. Warren and Richard Mandle and Peter Hine and Daniel J Read and Andrew J. Wilson and Johan Mattsson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.03701},
  year   = {2025}
}

备注

Main manuscript: 17 pages, 6 figures; Supplementary Information: 10 pages, 15 figures, 3 tables