来自超分支拓结构和亚纳米尺度自由体积的超强和高强度耐热性环氧树脂
Xin Liu1, Huanghu Wu1, Wei Xu2
1Key Laboratory of Catalysis and Energy Materials Chemistry of Ministry of Education & Hubei Key Laboratory of Catalysis and Materials Science, Hubei R&D Center of Hyperbranched Polymers Synthesis and Applications, South-Central Minzu University, Wuhan, 430074, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|October 28, 2023
概括
研究人员开发了新的超分支环氧树脂,可以克服强度和性之间的权衡,实现高性能和可回收性. 这一突破为设计先进的耐热材料提供了新的途径.
科学领域:
- 聚合物化学 聚合物化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机化学 有机化学
背景情况:
- 耐热环氧树脂通常在机械强度和性之间进行权衡.
- 在使用过程中实现高性能和高效的可回收性仍然是一个重大挑战.
- 实验性机械强度往往没有达到理论预测.
研究的目的:
- 为了合成具有 imide 结构的新型超分支环氧树脂.
- 研究强度,模量,性和可降解性的同时提高.
- 解决耐热树脂机械性能和可回收性之间的内在冲突.
主要方法:
- 利用乙烯点击反应制备具有 imide 功能的高分支环氧树脂 (Bn,n = 6,12,24).
- 将这些树脂纳入双-A (DGEBA) 配方的二甲基乙醇乙醇中.
- 分析了机械性能,自由体积特性和降解行为.
主要成果:
- 新型超分支环氧树脂 (Bn) 显著增强了DGEBA的综合性质,包括强度,模量,性和耐低温.
- 机械性能显示出初始增加,随后随着自由体积减少而下降,归因于混合拓结构的均分子孔.
- 在交联环氧树脂中实现了分子自由体积和结构降解的精确控制和测量.
结论:
- 成功解决了热环氧树脂中高强度/性和高性能/可回收性的相互矛盾要求.
- 证明通过线性和超分支结构的混合来实现统一的分子自由体积是改善机械性能的关键.
- 提供了一种创新的设计策略,用于创建超强,坚固和可回收的耐热环氧材料.
