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我司首席科学家在超支化聚合物领域取得重要进展
来源:http://www.hyperpolymer.com/ | 作者:hbp | 发布时间: 2023-11-03 | 336 次浏览 | 分享到:

近日,我司首席科学家张道洪教授领衔团队联合中国科学技术大学张宏俊教授、澳大利亚墨尔本大学苗孟河教授等在构筑高强高韧可降解超支化环氧树脂及其增强增韧机理方面取得新的研究进展,研究成果以“Ultra-Strong and High-Tough Thermoset Epoxy Resins from Hyperbranched Topological Structure and Subnanoscaled Free Volume”为题发表于国际知名期刊《Advanced Materials》(Doi: 10.1002/adma.202308434)。本研究成果从亚纳米维度揭示超支化环氧树脂增强增韧机理,揭示了自由体积尺寸及分布对环氧树脂强度和韧性协同提高机制。

 


本工作中,研发团队利用点击化学技术将酰亚胺结构引入环氧树脂中,制备了一系列拓扑结构可控的超支化聚酰亚胺环氧树脂(Bn),进一步将其引入复合商业化通用环氧树脂(DGEBA)中。研究发现,聚酰亚胺结构的引入可显著提升环氧树脂的机械性能和热性能,其中具有中等支化度和中等含量的Bn/DGEBA共聚物展现出了最优的力学性能。


通过正电子湮没寿命谱学(PALS)详细研究了共聚物亚纳米级自由体积尺寸与分布对宏观机械性能的影响规律,结果发现,随着自由体积分数、自由体积孔尺寸和孔平均尺寸分布的降低,共聚物的强度和韧性呈现出了先增加后降低的变化趋势。在此基础上,研发团队提出了Bn与DGEBA的均相分子互穿增强增韧,认为“椭球形结构”的超支化聚合物具有较好的流动性和相容性,可以与线形的DGEBA链形成分子互穿,填充原有DGEBA链间的孔隙,实现自由体积孔尺寸的降低和致密化,从而协同提升树脂的强度和韧性。此外,该环氧树脂还展现出了相对温和的降解条件和较高的单体回收产率。


未来,我司将继续深耕超支化聚合物领域,坚守“科学技术是第一生产力”的信念,为中国超支化聚合物新材料的创新、环境友好节能高分子材料的可持续健康发展做出贡献。


※小知识:《Advanced Materials》是工程与计算大学科、材料与化学大领域的顶尖期刊,在国际材料领域科研界上享誉盛名。该杂志接收与材料领域相关的顶尖科研成果,其接收率只有10%-15%,在此杂志上发表的文章含金量极高。


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