图3暴露于紫外线的皱纹模式的产生/擦除的进化过程。(a – e)分别暴露于0、5、10、15和20分钟的平滑样品时,皱纹模式的生成过程的3D AFM图像。将这些样品加热至120°C。(365 nm UV的光强度约为3.5 mW/cm 2)。(f)暴露于254 nm UV光的皱纹图案的3D AFM图像持续5-7.5分钟(254 nm UV光强度约为3.5 mW/cm 2)。(g)波长(λ,黑线,左垂直轴)和皱纹的振幅(a,红线,右垂直轴)是UV光照射时间的函数。(H)An的二聚化过程的动力学。uv-vis光谱在豌豆/ABA膜中ABA之间的二聚化反应。混合溶液在石英板上旋转,并将样品暴露于365 nm的紫外线,分别为0、2、4、6、8、10、12、14、16分钟。样品被原位测量。
由于离子电导率低,界面稳定性差和伴随的侧面反应,用于固态金属电池的固体电解质的开发是具有挑战性的,并且有限。本文是一种基于杂交异质3D交联网络的新型硫氯二氧化官能化的固体电解质,设计和合成了二十个二葡萄酸。硫代酸使软PEGDA聚合在硬P(VDF-HFP)矩阵中形成坚硬的混合异质的3D 3D交联网络,而无需引发剂,从而同时将离子运输并调节锂金属表面上的锂沉积。此外,通过聚合形成的C-S键可以提高LI +的迁移速率,而该无引发剂的聚合过程消除了残留的自由基侧反应和副产品,从而有效地提高了固体电解质与锂阳极的兼容性。由于合理设计,在环境温度下,硫酸官能化的杂交网络电解质电解质在环境温度下表现出高离子电导率为0.11 ms cm-1。对称的LI // LI细胞可在1800 h循环中实现Lifepo 4 // Liepo 4 //全稳态电池在25°C时在0.5 c时在300 c上提供高容量保留率(> 80%)。这项工作表明了Thicotic酸官能化的杂种网络的合理设计,其离子电导率和稳定性大大提高了高性能固态电池。
摘要:迫切需要找到可持续的方法来生产不含双酚 A 的高性能热固性材料,用于太空或航空航天领域等特定应用。在本研究中,选择了芳香族三环氧物三(4-羟基苯基)甲烷三缩水甘油醚 (THPMTGE),通过与酸酐共聚来生成高交联网络。事实上,制备的热固性材料的凝胶含量 (GC) 约为 99.9%,玻璃化转变值介于 167–196 ◦ C 之间。通过 DMA 分析检查的热机械性能表明材料非常坚硬,E ′ 约为 3–3.5 GPa。热固性材料的刚性由杨氏模量值确认,杨氏模量值介于 1.25–1.31 GPa 之间,断裂伸长率约为 4–5%,拉伸应力约为 35–45 MPa。 TGA 分析强调了非常好的热稳定性,优于 340 ◦ C。还评估了极限氧指数 ( LOI ) 参数,显示了具有良好阻燃性能的新材料的开发。
工程应用,因为它们表现出与软组织相容的机械行为。[1–3] 此外,可降解的化学交联网络在降解过程中保持其 3D 结构,因此会随时间均匀地丧失其机械性能。然而,它们在因用户操作、外科手术处理或实施而导致意外损坏或断裂(开裂、切割、拉伸)后无法修复,[4] 也无法重塑以满足外科手术要求或手术技术。因此,自修复网络最近越来越受欢迎。 [4–9] 根据键的性质,人们采用了不同的策略为大分子网络提供自修复特性,这些策略包括动态物理键(例如疏水相互作用、氢键、静电相互作用、金属-配体相互作用、主客体相互作用和π-π堆积)或化学可逆键(例如狄尔斯-阿尔德加合物、亚胺键、二硫键、硼酸酯键和腙键)。此类策略已应用于可降解水凝胶,文献中已报道了大量实例。然而,尽管可降解自修复弹性体在医疗器械方面具有巨大潜力,但报道的此类弹性体仍然很少,尤其是当它们必须与流行的熔融沉积成型 (FDM) 3D 打印兼容时。[10]
水凝胶是由由亲水性单体形成的聚合物链组成的三维天然或合成的交联网络。由于能够模拟天然细胞外基质的许多特性,因此水凝胶已被广泛用于生物医学领域。可以通过各种聚合策略(例如加热和氧化还原)获得水凝胶。但是,光化学是该领域研究人员最有趣的方法之一。明胶 - 甲基丙烯酰基(Gelma)继承了明胶的生物学活性,并已成为生物材料领域的黄金标准之一。gelma作为可光聚合的水凝胶前体,可用于通过两光子聚合物化为生物医学应用制造3D多孔结构。我们报告了一种基于Gelma的光致天的新公式,并将其用于制造一系列两光子聚合结构,最大分辨率小于120 nm。通过调整两光子聚合处理处理中的扫描速度,激光功率和层间距值,研究了过程参数对3D结构制造的影响。体外生物学测试表明,本文在两光子聚合中产生的3D水凝胶是生物相容性的,适用于MC3T3-E1细胞。
环氧树脂广泛用于电路板层压板、结构复合材料、粘合剂和表面涂层 [1]。热固性聚合物的交联度更高。环氧树脂具有更好的机械、物理和摩擦学性能,因此被用于结构应用。环氧树脂具有高模量、抗疲劳、低蠕变,并且在高温下也能很好地工作 [2-4]。交联密度越高,断裂韧性、抗裂纹起始和生长的刚度越低,这反过来限制了环氧树脂在现代应用中的使用 [5]。在环氧树脂固化过程中,交联链中会产生应力,这会降低断裂韧性、降低抗裂纹起始能力以及由于塑性变形而限制空隙的增长 [6,7]。通过改变环氧树脂的组成并混合不同的纳米填料作为第二阶段,可以应对这些挑战,从而实现高级复合材料应用 [8,9]。环氧树脂与纳米填料的混合可提高断裂韧性、刚度和强度[10]。这些纳米填料包括无机纳米颗粒,如粘土[11]、Al2O3[12]、ZrO2[13,14]和TiO2[4]。加入无机纳米填料如碳纳米管[15]和SiO2[5]后,表现出良好的机械性能,有趣的是,环氧树脂的韧性增加了,而基本性能没有改变。基质形态的变化主要是由于纳米填料渗透到致密的环氧交联网络之间。在目前的研究中,我们尝试生产SiO2/环氧树脂纳米复合材料。选择超声波技术,通过改变纳米填料的浓度来改变填料的粒径。
基于可持续发展策略和实际应用要求,至关重要的是发展高强度,可回收和燃气 - 降压聚氨酯(PU)弹性体。因此,具有充分的硼烷酯键和含有磷的组的动态性弹药弹性(PU-DP 1-7),可重新加工,高性能的聚氨酯弹性体(PU-DP 1-7)。PU-DP 1 - 7的化学结构通过傅立叶变换红外光谱法(FTIR)和X射线光电子光谱(XPS)证实。pu-dp 1 - 7显示在900 nm的波长下的透射率约为60%,磷和硼元素均匀分布在其表面内,证实了统一的交联网络的形成。含磷和硼隆的组的包含PU-DP 1-7具有垂直燃烧(UL-94)V-0等级,表明所需的阻燃性。此外,PU-DP 1-7的拉伸强度为42.7 MPa,在休息时的伸长率为616.9%,由于其网络中的丰富氢键,对各种底物具有很高的粘附强度。此外,动态硼酸酯键endow pu-dp 1 - 7具有Su Perior物理回收和形状内存性能。在130℃进行热压后,改革后的PU-DP 1-7胶片显示出在休息时伸长率的恢复效率的83.6%。这项工作提出了一种综合策略,可以通过引入含磷的片段和动态的硼烯酯键来创建具有出色的机械和形状 - 内存性能,具有出色的机械和形状 - 内存性能的综合策略。
液晶弹性体 (LCE) 表现出一些显著的物理特性,例如在不同性质的适当环境刺激(如热刺激)下可引起可逆的较大机械变形,这使得它们可以用作软致动器。LCE 所表现出的独特特性源于它们的各向异性微结构,其特点是嵌入聚合物网络中的液晶原分子的优先取向。LCE 设计中的一个悬而未决的问题是如何控制它们的驱动效率:液晶原分子的数量、它们如何连接到网络、有序度、交联密度是一些可控参数,然而,除了最后一个参数外,它们的空间分布一般无法调整。在本文中,我们开发了一个基于微机械的理论框架来模拟和探索网络交联密度对液晶弹性体元件机械驱动的影响。在此背景下,用于获得弹性体交联网络的光诱导聚合(光聚合)尤其令人感兴趣,它适用于精确调整材料内的交联密度分布;该技术能够获得分子级架构的 LCE,从而实现可获得驱动的最佳设计。在智能结构元件(LCE 微结构设计和优化)内正确设置交联密度排列的可能性代表了一种创建具有材料微结构编码所需驱动能力的分子级工程 LCE 元件的有趣方法。
摘要我们通过粗粒分子动力学模拟分析了每个硬汉形状记忆聚合物(TSMP)的交联部分和每个硬汉形状记忆聚合物(TSMP)的应力恢复和拓扑的功能位点数量的影响。通过操纵与每个硬质反应的独特环氧树脂的数量来系统地改变交联网络的质量后,我们发现两种指纹与TSMPS的应力恢复非常相关。这些指纹是连接到两个不同硬化分子的环氧分子的比例,是系统中最大或主要网络的一部分的分子的比例。他们的产品可以用作拓扑评分(S TOPO)来量化网络的拓扑特征。在分析应力恢复与S TOPO的函数时,我们发现S TOPO与恢复应力之间存在很强的相关性。此外,我们观察到,尽管较高的交联部分确实会导致更高的压力恢复,但仍然存在许多例外。高功能硬化剂在相似的S topo处倾向于表现出更高的应力恢复,尤其是在高(> 0.65)的topo处。这些结果表明,增加每个硬化分子的功能位点的数量,结合使用诸如半批量单体添加的方法改善网络拓扑结合,可以改善TSMPS的应力恢复。
纤维素纳米纤维的高结构各向异性和胶体稳定性使在非常低的固体含量下创建自动立足的原纤维水凝胶网络。在节奏氧化的CNF的表面上添加甲基丙烯酸酯部分,可以通过自由基聚合物的自由基聚合物形成更有效的机械性能,从而形成更强大的共价交联网络。该技术产生强大而弹性的网络,但具有不确定的网络结构。在这项工作中,我们使用丙烯酸酯限制的远程技术聚合物,这些聚合物从PEG二丙酸酯和二硫代硫醇的梯级生长聚合中得出,以交联甲基甲基甲基丙烯酸酯氧化纤维素化的纤维素纳米纤维(MATO CNF)。通过流变学研究,压缩和拉伸负荷观察到,这种组合导致了柔性和强的水凝胶。发现这些水凝胶网络的结构和机械性能取决于CNF和聚合物交联的DI月经。通过SAXS(小角度X射线散射)和光影学评估了网络的结构和单个COM的作用。对混合CNF/聚合物网络的彻底了解,以及如何最好地利用这些网络的能力,使基于纤维素的材料在包装,软机器人和生物医学工程中的应用中进一步发展。