目前,本征自修復(fù)聚合物通常依賴于可逆的化學(xué)相互作用,包括動(dòng)態(tài)共價(jià)鍵(Diels–Alder鍵、二硫鍵、硼酯鍵等)和動(dòng)態(tài)非共價(jià)鍵(如氫鍵、離子相互作用、配位鍵等)。然而,這些化學(xué)相互作用的構(gòu)建需要特定的官能團(tuán),從而加大了聚合物放大生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用的難度。此外,大多數(shù)化學(xué)相互作用容易受到環(huán)境因素(如高濕度,酸,堿等)的影響而導(dǎo)致機(jī)械性能和自愈效率的降低。相比之下,微相分離、微晶及范德華力等物理相互作用對環(huán)境的敏感性較低,并且不依賴于特定官能團(tuán)的引入,從而可以應(yīng)用于各種體系,具有普適性。
圖1 (a) 刷狀聚合物的分子設(shè)計(jì);(b) 刷狀聚合物的粗粒度模型;(c) 粗粒度分析的平衡快照中可以觀察到很多側(cè)鏈互鎖結(jié)構(gòu);(d) 具有互鎖相互作用的刷狀聚合物的修復(fù)示意圖。
圖2 刷狀聚合物的機(jī)械性能: 不同接枝密度和側(cè)鏈長度的刷狀聚合物的 (a)斷裂應(yīng)力;(b)楊氏模量。(c) 側(cè)鏈長度對側(cè)鏈纏結(jié)的影響;(d) 拉伸過程中的側(cè)鏈取向;(e) 長側(cè)鏈、短側(cè)鏈刷狀聚合物拉伸過程中的結(jié)構(gòu)演變示意圖。
圖3 (a)刷狀聚合物的修復(fù)效率;(b)不同接枝密度的刷狀聚合物的徑向分布函數(shù)g(r);(d) 不同接枝密度的刷狀聚合物中每個(gè)均化側(cè)鏈珠的非鍵能。
圖4 (a) 樣品在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的水溶液中穩(wěn)定;(b) 切斷刷狀聚合物在pH=13的氫氧化鈉水溶液中修復(fù)90 min后的拉伸圖片;(c) 刷狀聚合物(1-4-EA-50)在不同環(huán)境中的修復(fù)效率。
原文鏈接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/mh/d3mh00274h
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