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广东工业大学刘晓暄教授团队:双交联网络有机硅弹性体的制备及其自修复性能研究

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整体封面设计是通过巯基硅油与端乙烯基硅油的光诱导点击反应和羧基硅油与氨基硅油的热可逆动态离子交联,构建出可逆/不可逆杂化双交联有机硅三维网络,制备出一种可快速UV固化及优异自修复性的有机硅透明弹性体。受经典名著《西游记》神奇葫芦的启发,水葫芦装着弹性体的主体精髓有机硅三维网络,同时该三维网络是通过左上角透明气泡球的UV光固化技术和右上角透明气泡球中离子热交联构建出双交联网络的聚硅氧烷三维网络。构建的弹性体具有优异自修复性能及生物相容性,可应用于3D打印人体器官及透明可穿戴弹性材料。整体设计采用仙化的水葫芦,将材料的双交联方式、自修复性能及潜在应用凝聚至一个神奇的水葫芦上,并暗喻该材料的主体贯穿网络为聚硅氧烷网络,表现出有机硅材料的主要性质,体现了中国葫芦文化的传承及材料的进步。


在加工和使用过程中,有机硅材料不可避免地会遇到微裂纹、开裂等损伤,微裂纹通常很难检测,持续使用会导致材料的性能下降甚至失效,带来严重的安全隐患。若有机硅材料实现快速高效固化的同时,在受到损伤之后实现自我修复并主动消除内部的微裂纹,恢复其原有各项性能指标,对提高材料的使用寿命及安全性,降低材料的更换周期成本具有重要的意义。文中通过简单的水解缩合法制备了可光固化的线性聚硅氧烷(PDMS-SH),然后通过巯基-烯光点击反应及动态离子交联,构建具有良好自修复效果的杂化双交联有机硅弹性体网络,为基于可逆动态离子缔合诱导的快速固化自修复透明有机硅材料提供一种新型可行的制备方法,在可穿戴电子器件及生物相容性材料等方面具有巨大的潜在应用价值。



上述工作发表在《高分子学报》2020年第51卷第6期(即将出版)上(高分子学报,2020,51(6): 656 - 669, doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2019.19207),通讯作者是广东工业大学材料与能源学院刘晓暄教授


原文链接:

Zhu Liu, Peng Hong, Hong-ping Xiang, Zi-ying Huang, Qing-hong Luo, Xian-jun Yang, Xiao-xuan Liu. Preparation and self-healability of Silicone Elastomer with Dual-crosslinked Network. Acta Polymerica Sinica, 2020, 51 (6):  656-669

https://doi.org/10.11777/j.issn1000-3304.2019.19207 


来源:高分子学报


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