南開大學孫平川研究員:熱可逆交聯環氧樹脂的動態結構與性能研究

具有可再加工和自修復能力的高性能交聯聚合物材料及其結構性能關系研究一直是高分子科學中備受關注的研究課題。環氧樹脂作為一種常見的典型熱固性聚合物具有許多優異的物理和化學性質,在眾多領域有著廣泛的應用,但其交聯結構導致它難以再加工循環利用。近年來通過引入Diels-Alder(DA)鍵等可逆共價鍵,文獻報道了多種具有熱修復和再加工能力、以及具有形狀記憶性質的熱可逆交聯環氧樹脂的制備與應用,但其微觀的動態交聯結構與宏觀性能關系的研究很少報道。為了闡明熱可逆交聯環氧樹脂中微觀結構與性能的關系,南開大學化學學院孫平川研究員在《高分子學報》2018年第7期“何炳林先生誕辰100周年紀念”專輯發表的論文中采用熱分析、13C變溫原位固體核磁共振技術和力學性能測試等多種表征技術,詳細研究了該熱可逆交聯聚合物中的熱可逆轉變過程、動態交聯化學鍵演化以及交聯度對力學性能的影響。

通過DSC和DMA等熱分析研究結果表明,可逆共價鍵的化學交聯作用提高了材料的玻璃化轉變溫度,隨著交聯度的增大,熱可逆共價鍵交聯網絡及玻璃化轉變協同作用導致材料軟化溫度顯著提高,進而提高了材料的耐熱性。通過變溫13C直接極化(DP)和交叉極化(CP)兩種不同的固體NMR實驗技術原位監測了DA/retro-DA反應過程,發現該熱可逆交聯環氧樹脂中DA反應形成的交聯網絡結構可以在高溫解交聯,生成呋喃與馬來酰亞胺小分子化合物,而低溫時呋喃與馬來酰亞胺化合物又再次反應得到DA加成結構,進而從分子水平上為材料的熱可逆交聯特性提供了關鍵的實驗證據。而原樣品和溶液法再加工樣品的力學拉伸實驗結果表明,可逆交聯DA反應不但使樣品具有較高的力學強度,而且使交聯聚合物具有了很好的再加工能力。

南開大學孫平川研究員:熱可逆交聯環氧樹脂的動態結構與性能研究的圖1

鏈接地址:

http://www.gfzxb.org/article/app/id/60fd8e5c-a544-4ce1-98e1-2480cdd41cbd 來源:高分子學報

登錄后免費查看全文
立即登錄
App下載
技術鄰APP
工程師必備
  • 項目客服
  • 培訓客服
  • 平臺客服

TOP