强韧均衡、自愈合的远程遥控形状记忆TPV的制备及研究

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热塑性硫化胶(TPV)集简单物理共混和化学反应于一身,因具有常温下的高弹性和高温下的热塑性而受到人们的广泛关注。但弹性体的引入导致TPV力学性能的不均衡限制了TPV的实际应用。前期,我们提出了原位增韧TPV理论,利用界面接枝反应实现两相增容,从而增韧TPV1。然后,制备了具有规整双连续相结构聚乳酸(PLA)生物基TPV,奇特的双连续相结构和界面接枝反应使TPV具有超韧性2。并研究了双连续相结构对TPV形状记忆特性的影响3-4,进而讨论了海岛结构TPV的形状记忆性能5,并制备了刚韧均衡的PLA/NR/天甲橡胶三元TPV6。同时,我们提出了核壳动态硫化理论,通过引入第三组分实现不相容体系TPV的制备7。并建立了海-岛结构、双连续结构二元TPV的模型和公式。近来,我们设计制备了具有自愈合性能、刚韧均衡的双重刺激响应形状记忆PLA/ENR/Fe304 TPV。该TPV具有双连续相结构,并通过动力学因素调控Fe304选择性分散在ENR相和PLA/ENR界面处,起到补强橡胶和界面增容的作用,实现刚韧均衡性能。当Fe304用量为30phr时,TPV冲击强度为90.08 kJ/m2(未冲断),是PLA/ENR TPV的5倍和纯PLA的31倍,而拉伸强度为29.62MPa,保持率为97%。TPV在热场和交变磁场下均具有优异的形状记忆性能,在磁场强度为H=29.7 kAm-1的交变磁场中于数秒内实现97.72%的形状回复率。在其形状记忆效应的驱动下、损伤部位ENR分子链的扩散带动接枝的PLA分子链的重新缠结,实现TPV的自愈合。这种具有自愈合性能、刚韧均衡的双重刺激形状记忆TPV在航天航空、智能医疗等领域有巨大的潜在应用。
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