查看原文
其他

中国科学技术大学王志刚教授课题组在ABA型和BAB型三嵌段共聚物弹性体力学性能研究中取得可喜进展

polymershow 高分子科技 2021-04-03
点击上方“蓝字” 一键订阅

热塑性弹性体是一种特殊的高分子材料,既具有弹性也具有塑性,因其独特的力学性能以及可加工性,被广泛地应用于汽车零部件、服装、包装材料以及生物医学等与日常生活密切相关的领域。从聚集态结构上来看,弹性体一般呈现微相分离相行为,其中一相是具有高玻璃化转变温度的硬段相区,提供足够的拉伸强度,另一相是具有低玻璃化转变温度的软段相区,用于连接分散性的硬段相区。

王志刚教授课题组利用可逆-断裂链转移聚合(RAFT)方法,选用特定的双官能团链转移剂(CTA),简捷便利地合成了含有两种丙烯酸类单体的ABA或BAB型三嵌段共聚物。先通过RAFT方法制备ABA三嵌段弹性体(TBCPEs),并在TBCPE链中引入第三共聚单体,1-乙烯基咪唑。该咪唑基团可以通过1,6-二溴己烷与TBCPE进行离子交联形成增强型共聚物弹性体,如半交联TBCPEs-HC和全交联TBCPEs-FC。尽管添加的1-乙烯基咪唑共聚单体的质量分数只占总量的2.0%,全交联的TBCPEs-FC最终拉伸强度可以达到未交联TBCPEs的10倍,弹性回复性提高到90%以上,而断裂伸长率只有少量的下降(图1)。


图1. (Left) Ionically cross-linked TBCPE. (Right) Monotonic nominal stress-strain curves for TBCPE1, TBCPE1-HC, and TBCPE1-FC. (Macromolecules 2017, 50 (16), 6218–6226)


同样,通过RAFT方法制备了BAB型三嵌段共聚物弹性体(TBCPEs),中间A段是硬段,提供了体系的硬段相区,起到物理交联点的作用;两端B段则是软段,其足够的分子量导致链缠结效应,使得体系暗含双网络的作用,从而具备了弹性体的特征。该体系两端软段中引入微量功能性共聚单体1-乙烯基咪唑(VI)。含量仅2.2wt%的VI 基团共聚分散在丙烯酸丁酯(BA)软段中,未来可用于构建金属配位键交联网络,以同时提高弹性体的力学强度和断裂伸长率(图2)。


图2. (Left) A schematic illustration of the microstructures observed for P(BA-co-VI)-b-PIBA-b-P(BA-co-VI) BAB-type TBCPEs. The microdomains in olive color represent the aggregation of the hard PIBA block, and the middle part in blue color among the microdomains represents the chain entanglements due to P(BA-co-VI) chain segment aggregation. (Right) The monotonic nominal stress-strain curves recorded for TBCPE1, TBCPE2, TBCPE3, TBCPE4, TBCPE5 and TBCPE6 with thermal treatment at 150 °C for 48 h. (Polymer Chemistry 2018, 9, 3067-3079)


研究成果以“Triblock Copolymer Elastomers with Enhanced Mechanical Properties Synthesized by RAFT Polymerization and Subsequent Quaternization through Incorporation of a Comonomer with Imidazole Groups of about 2.0 Mass Percentage”和“Synthesis, Order-to-Disorder Transition, Microphase Morphology and Mechanical Properties of BAB Triblock Copolymer Elastomers with Hard Middle Block and Soft Outer Blocks”为题分别发表于美国化学会Macromolecules (Macromolecules 2017, 50 (16), 6218–6226) 和英国皇家学会Polymer Chemistry (Polymer Chemistry 2018, 9, 3067-3079)。两篇论文第一作者分别为蒋峰王文韬博士,王志刚教授为论文通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金委面上项目支持。论文作者也感谢期刊编辑和审稿人的理解和支持以及提出的宝贵建设性修改意见。


论文链接: 

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.macromol.7b01414;

http://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/py/c8py00375k.


高分子科技原创文章。欢迎个人转发和分享,刊物或媒体如需转载,请联系邮箱:info@polymer.cn

相关进展中科大王志刚教授课题组在流动场下预形成球晶诱导聚合物结晶行为转变中取得可喜进展
复旦大学邱枫教授-彭娟教授课题组: 聚噻吩-聚硒吩全共轭嵌段共聚物共晶的调控
浙江大学伍广朋研究员:二氧化碳基嵌段共聚物的设计合成及组装
中国石油大学(华东)胡松青教授团队:基于构象不对称的双嵌段共聚物共混体系协同自组装的可控多重几何结构纳米粒子研发
加拿大多伦多大学Mitchell A. Winnik教授:嵌段共聚物微晶的捕获和微晶溶解
北京大学沈志豪副教授/范星河教授系统评述:含刚性甲壳型液晶高分子链段的嵌段共聚物的自组装和性能

关注高分子科学技术 👉


长按二维码关注

诚邀投稿

欢迎专家学者提供稿件(论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等)至info@polymer.cn,并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送,并同时发布在中国聚合物网上。

欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求,陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群,也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群,全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。

申请入群,请先加审核微信号PolymerChina
(或长按下方二维码),并请一定注明:高分子+姓名+单位+职称(或学位)+领域(或行业),否则不予受理,资格经过审核后入相关专业群。

点击下方“阅读原文”查看更多


    您可能也对以下帖子感兴趣

    文章有问题?点此查看未经处理的缓存