西南大学黄进教授和甘霖副教授课题组提出逾渗/交联双网络协同策略优化可结晶高分子材料的力学性能
交联和逾渗方法被广泛应用于高弹性可结晶材料的改性，但应用于改性结晶性高分子材料时各自存在一定的局限，例如因交联度的难控制而易导致材料强度和韧性难以均衡，同时逾渗填料的非均相成核易导致材料基体结晶度提高，由此如何保持可结晶弹性材料强度和韧性的同步增加是一个有趣的问题。
杜仲胶（EUG）是一类具有结晶能力的弹性材料，特别是高度对称的反式异戊二烯结构在室温下易结晶的性质限制了其应用。针对上述问题，黄进教授和甘霖副教授课题组利用生物质来源的纤维素纳米晶（CNC）这种刚性棒状纳米填料，提出了逾渗/交联双网络协同策略，在EUG中引入经化学修饰制备的巯基化CNC（mCNC），利用高效的巯基-乙烯基Click型反应，将mCNC填料与EUG基体通过共价键耦合，实现了纳米复合材料体系力学性能的优化（如图1所示）。
图1. EUG/mCNC纳米复合材料制备过程及交联/渗透双网络结构的示意图。
在纳米复合材料体系中，mCNC在EUG基体中形成逾渗网络，通过动态力学分析得以证实（如图2所示）。进而，结合填料与基体形成的交联网络，系统讨论了双网络协同作用的力学增强机理以及对EUG基体结晶性的影响。mCNC填料与EUG基体之间的巯基-乙烯基Click型反应，增加了填料与基体之间的界面相容性，减弱了纳米复合材料中基体结晶度的可能性；另一方面，mCNC逾渗网络的形成显示出显著的增强效应。基体结晶的抑制以及填料的逾渗增强效应，协同实现了EUG/mCNC纳米复合材料的同步增强增韧，丰富了结晶性高分子弹性材料结构设计和性能调控的思路。
图2. EUG/mCNC纳米复合材料的储能模量（A）和损耗因子（B）随温度升高的变化曲线以及实测储能模量与mCNC含量的依赖关系与逾渗网络模型理论曲线的吻合性（C）。
该研究成果近期发表在ACS Applied Bio Materials（doi: 10.1021/acsabm.9b00901），论文的第一作者为西南大学化学化工学院硕士研究生王玉环，通讯作者为甘霖副教授和黄进教授。
论文链接：
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsabm.9b00901
相关进展
西南大学黄进教授、甘霖副教授课题组在纤维素纳米晶基气凝胶弹性可调控上取得新进展
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
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。
这里“阅读原文”，查看更多