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新型交联聚轮烷实现快速自我修复

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近日,日本大阪大学Akira Harada教授课题组发现了一种能够快速自我修复的高分子材料,该材料利用了聚轮烷中环状分子的自由移动(物理作用)以及苯硼酸与环糊精之间可逆作用(化学作用),提高了高分子材料在胶体状态和半干状态的修复能力。

聚轮烷以聚乙二醇为轴,环糊精作为环状分子套在其中,两端用金刚烷封端;环糊精以二羟丙基(HP)进行修饰以保证其水溶性,每个环糊精上约有2.5个HP基团。接着HPPRX与交联剂4-乙烯基苯硼酸、丙烯酰胺混合进行三元聚合形成PRx-PB (x)胶体,x代表交联剂的含量。PRx-PB (20)胶体在被切开后,可以在几秒后自动重新连接在一起,并且5分钟后该切口处的粘黏强度可以达到原先的83%,10分钟后可恢复到100%。


接着将胶体覆盖在玻璃片上,然后烘干水分,划一道裂痕,观察裂痕的随时间的恢复情况。结果显示含有苯硼酸聚轮烷胶体恢复最好,PRx-PB (8)膜大约30分钟可以实现完全修复。但是这种恢复必需要在含有水蒸气的情况下才会发生,因为这有利于苯硼酸与环糊精上的羟基之间共价键的重新形成。


这种材料可以应用于汽车涂层、手机屏保护层以及一些医疗制品,前景广阔,商业化前景光明。


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部分资料来源:X一MOL资讯

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