烯烃橡胶网络结构设计:增强、功能化和可重复加工

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传统共价键交联的烯烃橡胶强度低且不能重新加工回收,从交联结构设计实现烯烃橡胶增强、功能化和可重复加工一直是重要挑战。本文概述本实验室近期有关烯烃橡胶交联网络设计的系列工作。主要思路包括(1)在硫磺交联橡胶中引入氢键、金属-配体键等动态键,构筑双交联的烯烃橡胶;(2)在烯烃橡胶中引入高官能度交联点,获得含短链的不均匀交联结构;(3)在橡胶复合体系中引入金属-配体键等动态键,构筑可牺牲界面结构;(4)在橡胶复合体系的界面区引入可交换共价键,制备可重复加工和高强度弹性体。借助上述设计,橡胶在变形过程中出现持续的能量耗散(动态键解离、短链断裂和隐藏长度释放等),从而获得媲美颗粒增强的强度和断裂韧性。另外,通过动态键或者可交换键提供的形状转变机制,获得了系列形状自适应材料(多重形状、多重刺激响应和复杂形状等)。再者,界面可交换键的设计通过短链交联获得高强度,同时赋予橡胶可重复加工特性。
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