JACS:耐湿非共价交联策略助力高湿度下具有机械坚固和可自愈合的聚合物
Nanoyu Nanoyu 2021-08-26


长期以来,机械坚固的聚合物材料一直被认为不能实现自愈合,但最近的研究发现,具有极高机械强度的聚醚硫脲(PTUEG3)玻璃聚合物,即使在常温下也能自愈合。然而,需要注意的是,PTUEG3在高湿度下会吸水,并被塑化而失去机械强度,而湿敏增塑是含极性基团聚合物普遍存在的问题。

鉴于此,日本东京大学Takuzo Aida报道了通过引入含有二环己基甲烷(Cy2M)的10 mol% TUCy2M共聚单元,合成了一种新型聚醚硫脲自愈玻璃聚合物P(TUEG3-co-TUCy2M)。

文章要点

1研究发现,这种材料即使在高湿度下也能保持机械强度,其中含量极低的Cy2M基团会堆叠在富TUEG3的自愈聚合物结构域中,从而形成耐湿、非共价交联的3D网络。有趣的是,对比共聚物P(TUEG3-co-TUC8),即使疏水性TUC8的含量达到了30mol%,在暴露于高湿度时也会显著丧失其机械强度。

2湿度诱导塑化问题普遍存在于氢键聚合物材料,特别是当它们被期望在保持高机械稳定性的同时自愈合的时候。而使用Cy2M堆积策略为机械增强湿敏自愈合聚合物材料提供了一种通用策略,其只需低含量即可,因此不太可能恶化其他重要性能。

 

参考文献

Yuta Fujisawa, et al, Mechanically Robust, Self-Healable Polymers Usable under High Humidity: Humidity-Tolerant Noncovalent Cross-Linking Strategy, J. Am. Chem. Soc., 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c06494

https://doi.org/10.1021/jacs.1c06494


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