【摘 要】
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超软弹性体是指模量在千帕水平的一类特殊弹性体,因其弹性特殊在众多新兴领域具有广泛的应用前景,包括高灵敏度的电容压力传感器、仿生材料和高效的模压执行器等。聚合物凝胶是一类轻度交联的三维网络聚合物,内部含有大量水或有机溶剂,这使得凝胶具有优异的柔弹性。目前,报道的柔性弹性体多数为凝胶类弹性体。但在实际应用中,随着溶剂逐渐挥发,凝胶弹性体的柔性稳定性较差。同时,一些有机弹性体中有毒或腐蚀性的溶剂使弹性体
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超软弹性体是指模量在千帕水平的一类特殊弹性体,因其弹性特殊在众多新兴领域具有广泛的应用前景,包括高灵敏度的电容压力传感器、仿生材料和高效的模压执行器等。聚合物凝胶是一类轻度交联的三维网络聚合物,内部含有大量水或有机溶剂,这使得凝胶具有优异的柔弹性。目前,报道的柔性弹性体多数为凝胶类弹性体。但在实际应用中,随着溶剂逐渐挥发,凝胶弹性体的柔性稳定性较差。同时,一些有机弹性体中有毒或腐蚀性的溶剂使弹性体在实际中的应用受到很大限制,特别是当与人体接触使用时。此外,大多数的弹性体缺乏有效的自我修复能力。因此,开发柔性稳定且具有自修复性能的无溶剂超柔弹性体具有重要意义。本文主要基于刷形聚合物结构的特殊性,采用Grubbs催化剂催化的开环易位聚合设计、构建出三种超软自修复弹性体,并通过~1H NMR、FT-IR、GPC等手段对合成的目标聚合物及其前驱体进行了表征,结果表明所制备的弹性体具有较低的Tg,室温下具有特殊的超柔性,且具有自修复的能力,探索了其在柔性可穿戴传感器方面的应用。具体工作内容如下:（1）用5-降冰片烯-2-甲醇引发L-丙交酯（LLA）和ε-己内酯（CL）无规共聚,制备出具有不同单体比例的大分子单体NB-P（LLA-co-CL）-OH;基于P（LLA-co-CL）共聚物,构建含有可交换羟基酯键的动态共价交联网络;对比研究LLA和CL单体比例对弹性体力学性能的影响;此外,在70℃和Sn（Oct）2的条件下,探究了羟基酯键动态共价键对弹性体自修复性能的影响;并探索该超柔传感器在人体健康检测等领域的应用。（2）基于LLA和CL共聚,合成两种含有降冰片烯的单分子单体,通过“grafting through”的方法制备刷形聚合物,并构建了由动态氢键及动态双硫共价键交联的聚合物网络,从而得到在室温条件下可快速自我修复的超软弹性体。该弹性体在玻璃、金属、聚合物基底上表现出优异且可重复的粘附性。当用作传感器件时,能够对人体运动迅速做出稳定响应性;（3）聚合物分子刷上的端基Br与双硫醇苯硼酸酯（BDB）上的SH进行“Br-SH”“Click”反应,构建含有硼酸酯键的动态共价交联网络。基于聚丙烯酸正丁酯自身柔软、自粘的性质,制备的自修复超软弹性体在各种基底表面均表现出优异的粘附性能。该弹性体与碳纳米管制成的应变传感器具有低检测限和高灵敏度,能够监测各种应变下的人体运动。在材料破损时,仅需120毫秒即可修复导电通路。总之,本论文基于聚合物分子刷合成了具有自粘附性能的自愈超软弹性体,开发了具有高稳定性可用于监测各种机体活动的柔性传感器件。
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