【摘 要】
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响应性聚合物是一类对外界刺激（机械力,紫外光照,pH变化,加热）产生响应的高分子聚合物。不同的外界刺激,往往产生不同的响应。若材料通过自身颜色的变化可以反映出内部受力情况,则对材料的使用及性能评估有着重大意义。本论文围绕螺环类化合物高分子力化学进行研究。在第一部分工作中,与吉林大学合作完成了 STP力化学异构化及点击化学的单分子力谱研究。首先,合成主链含有STP并以氨基封端的线性聚氨酯,通过GPC
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响应性聚合物是一类对外界刺激（机械力,紫外光照,pH变化,加热）产生响应的高分子聚合物。不同的外界刺激,往往产生不同的响应。若材料通过自身颜色的变化可以反映出内部受力情况,则对材料的使用及性能评估有着重大意义。本论文围绕螺环类化合物高分子力化学进行研究。在第一部分工作中,与吉林大学合作完成了 STP力化学异构化及点击化学的单分子力谱研究。首先,合成主链含有STP并以氨基封端的线性聚氨酯,通过GPC测试结果预测每根分子链在完全拉直情况下的长度;在单分子力谱测试中观测到STP的异构化并首次从单分子角度捕捉到STP开环后与NEM的点击化学反应（单分子力谱的相关测试结果全部由吉林大学完成）。在第二部分工作中,合成了一种具有快速可逆力响应的螺噁嗪（SPO）力色团并将其引入PDMS交联体系中构建力响应高分子。通过小分子溶液和聚合物的紫外光照射实验验证了螺噁嗪在紫外光刺激下的响应性及快速恢复性。拉伸和循环拉伸以实验验证了聚合物优异的力致变色性能。CIE图则可更加直观的看到聚合物在拉伸及恢复过程中的可逆变色情况。在第三部分工作中,以自由基型力色团BPID作为交联点,交联含有螺噁嗪力色团的聚氨酯预聚体,设计了一种新颖的动态共价聚合物。通过RGB分析以及固体紫外的测试,从宏观及微观角度同时验证了拉伸过程中聚合物中两种力色团力致响应的先后顺序。交联聚合物的交联点是应力集中点,而且自由基型力敏团更容易受力活化,交联点因此首先被力活化,后续主链得以有效拉伸而活化螺噁嗪力色团。交联点上的BPID力色团一方面在受力时的活化,除产生力致变色外,还以可牺牲性断裂耗散能量,增加材料的韧性;而且由于其作为动态共价键,可以可逆二聚,又赋予材料自修复特性。
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