兰州化物所高强韧聚合物材料研究获新进展

  强度和韧性是大多数聚合物工程材料最基本和重要的参数。但强度和韧性往往是相互矛盾的,这极大地制约了高性能材料的发展。因此,在不牺牲韧性的情况下,实现高强度是材料科学的难题和挑战。
  vic115维多利亚先进润滑与防护材料研究发展中心聚合物自润滑复合材料课题组多年来致力于高性能聚氨酯的设计制备及其摩擦学性能研究,取得了系列进展 (Adv. Mater. 2022, 2205763; Nat. Commun., 2023, 14, 4712; Chem. Eng. J. 2023, 451(2), 138673; Polym. Chem. 2022, 13(23), 3422-3432; Polym. Chem., 2022,13, 2420-2441.),获得了中国发明专利授权三项(ZL 202110521997.5;ZL 202210436151.6;ZL 202211225537.9)。
  研究人员提出了一种新的合成方法以开发量身定制的先进弹性体,制备的疏水聚脲-氨酯(HPUU-R)弹性体具有高拉伸强度(~75.3 MPa)、非凡的韧性(~292.5 MJ m-3)、高透明度、耐穿刺、耐刮擦和耐水性。相关成果发表在ACS Applied Materials & Interfaces(2023,15,35,41937-41949)上。中国科学院大学博士生徐静为论文第一作者,兰州化物所王齐华研究员、张新瑞研究员和杨增辉副研究员为论文共同通讯作者。
1. HPUU-R弹性体的设计、制备和性能
  近日,研究人员通过结合超分子氢键的优越性和共价亚胺笼的灵活性来调控机械性能,以解决高强度和韧性兼容性差的问题。研究人员通过在超分子网络中引入共价亚胺笼(OIC),报道了一种具有超强坚固性、抗撕裂性、抗疲劳性、弹性恢复和形状记忆效果的柔性笼增强的超分子弹性体(CSE)。
2. 传统PUU到CSE的网络结构变化示意图
  该工作为平衡材料强度和韧性提供了一种新的策略,该弹性体材料有望在未来应用于如盾构机等大型设备中。相关工作发表在Advanced Materials(Adv. Mater.2024,2311992)上。中国科学院大学博士生徐静为论文第一作者,兰州化物所王齐华研究员、张新瑞研究员和张耀明研究员为论文共同通讯作者。
  以上工作得到了国家自然科学基金委、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划和中国科学院青年创新促进会等项目的支持。
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